现场并展示该实验室为第一届工研院院士制作的院士立体证书,先将3D证书转化为2D切层,逐层以激光选择性烧熔欲成形区域,不断地重复铺粉与激光烧熔动作,堆叠制做成所设计之立体证书,并以飞秒激光进行金属表面改质,使之产生微纳米级周期结构,让院士证书产生七彩炫光的效果,使金材工艺品呈现相当特殊的价值。
工研院指出,据统计,2011年3D列印全球产值(产品加服务)达17.14亿美元,比前一年成长近30%,预估2019年市场将成长4倍,产业前景可期。3D列印因为具有客制化、迅速、弹性及高价效比的优点,加上近年发展出的列印材料越来越多,制作的精密程度越来越高,3D列印的应用范围不再局限於工业用模型制造,并可广泛应用於汽车、航太、模具、医材、珠宝、艺术及民生等消费产品。
未来的世界将由过去传统的平面列印转为立体列印,甚至3D传真亦为可行,小孩的玩具、生活用品到工业应用都可用此「叠」的科技印出一个3D的世界。工研院并在现场展示了3D列印小提琴以及以金属激光积层设备列印之骨材样品。
3D列印小提琴是将小提琴图样扫档扫描後,以激光积层印刷机,透过激光光束,把特殊可耐300度熔点的塑胶粉末融合在一起,不到一天就能够「印」出一把名琴。目前全世界仅有两部(一次印出),该把琴曾获CNN专题报导。工研院透过代理商特别将此把琴带到台湾来,现场由北艺大研究生表演,虽然音质深度稍嫌不足,但「印」出来的乐器能有如此表现让人惊艳。群聚大会现场演奏之小提琴由德国EOS提供,工研院建置之国内第一台激光积层制造设备为EOS M280设备。
3D列印小提琴
激光积层制造(AM,Additive Manufacturing)技术(亦有译为加法式制造),系将3D图档,转换为一层一层的2D加工方式;其原理为使用激光透过高速扫描振镜的照射於预先铺层的金属粉末上,将激光光束聚焦於加工区的金属粉末进行粉末烧结,使其粉末达到近似其熔点,不断地重复铺粉与激光烧结动作,逐层堆叠制成所设计之工件,可产生近似100%致密度的成品。运用此积层制造的方法可制作出复杂异形水路流道、内部特殊结构以及复杂之表面形貌。该技术亦从快速原型(RP,Rapid Prototyping)转变成快速制造(RM,Rapid Manufacturing),於2009年由ASTM(American Society for Testing and Materials:美国材料试验协会)正名称为积层制造(AM),并成立技术委员会订定其相关标准。
以金屬雷射積層設備列印之骨材樣品
激光金属积层制造技术,不同於传统减法式(或称除料式)加工技术,采用逐层堆积制造之加法式制造方法,可缩短复杂工件之制作工期,免除多道制程以及转换加工机所需的时间,使制造方式进入批量客制化的领域,大幅提升制造效率,能够克服传统加工方式所遭遇的制造问题。然而目前此制程所面临的问题,在於工件的边缘处受到激光烧结熔池的影响,其零件的尺寸精度公差与粗糙度面临控制不易的问题,零件内流道的表面或深宽比较大的凹槽,不易进行抛光或研磨等後处理。
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