現(xiàn)場并展示該實驗室為第一屆工研院院士制作的院士立體證書,先將3D證書轉(zhuǎn)化為2D切層,逐層以激光選擇性燒熔欲成形區(qū)域,不斷地重復鋪粉與激光燒熔動作,堆疊制做成所設(shè)計之立體證書,并以飛秒激光進行金屬表面改質(zhì),使之產(chǎn)生微納米級周期結(jié)構(gòu),讓院士證書產(chǎn)生七彩炫光的效果,使金材工藝品呈現(xiàn)相當特殊的價值。
工研院指出,據(jù)統(tǒng)計,2011年3D列印全球產(chǎn)值(產(chǎn)品加服務(wù))達17.14億美元,比前一年成長近30%,預估2019年市場將成長4倍,產(chǎn)業(yè)前景可期。3D列印因為具有客制化、迅速、彈性及高價效比的優(yōu)點,加上近年發(fā)展出的列印材料越來越多,制作的精密程度越來越高,3D列印的應(yīng)用范圍不再局限於工業(yè)用模型制造,并可廣泛應(yīng)用於汽車、航太、模具、醫(yī)材、珠寶、藝術(shù)及民生等消費產(chǎn)品。
未來的世界將由過去傳統(tǒng)的平面列印轉(zhuǎn)為立體列印,甚至3D傳真亦為可行,小孩的玩具、生活用品到工業(yè)應(yīng)用都可用此「疊」的科技印出一個3D的世界。工研院并在現(xiàn)場展示了3D列印小提琴以及以金屬激光積層設(shè)備列印之骨材樣品。
3D列印小提琴是將小提琴圖樣掃檔掃描後,以激光積層印刷機,透過激光光束,把特殊可耐300度熔點的塑膠粉末融合在一起,不到一天就能夠「印」出一把名琴。目前全世界僅有兩部(一次印出),該把琴曾獲CNN專題報導。工研院透過代理商特別將此把琴帶到臺灣來,現(xiàn)場由北藝大研究生表演,雖然音質(zhì)深度稍嫌不足,但「印」出來的樂器能有如此表現(xiàn)讓人驚艷。群聚大會現(xiàn)場演奏之小提琴由德國EOS提供,工研院建置之國內(nèi)第一臺激光積層制造設(shè)備為EOS M280設(shè)備。
3D列印小提琴
激光積層制造(AM,Additive Manufacturing)技術(shù)(亦有譯為加法式制造),系將3D圖檔,轉(zhuǎn)換為一層一層的2D加工方式;其原理為使用激光透過高速掃描振鏡的照射於預先鋪層的金屬粉末上,將激光光束聚焦於加工區(qū)的金屬粉末進行粉末燒結(jié),使其粉末達到近似其熔點,不斷地重復鋪粉與激光燒結(jié)動作,逐層堆疊制成所設(shè)計之工件,可產(chǎn)生近似100%致密度的成品。運用此積層制造的方法可制作出復雜異形水路流道、內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)以及復雜之表面形貌。該技術(shù)亦從快速原型(RP,Rapid Prototyping)轉(zhuǎn)變成快速制造(RM,Rapid Manufacturing),於2009年由ASTM(American Society for Testing and Materials:美國材料試驗協(xié)會)正名稱為積層制造(AM),并成立技術(shù)委員會訂定其相關(guān)標準。
以金屬雷射積層設(shè)備列印之骨材樣品
激光金屬積層制造技術(shù),不同於傳統(tǒng)減法式(或稱除料式)加工技術(shù),采用逐層堆積制造之加法式制造方法,可縮短復雜工件之制作工期,免除多道制程以及轉(zhuǎn)換加工機所需的時間,使制造方式進入批量客制化的領(lǐng)域,大幅提升制造效率,能夠克服傳統(tǒng)加工方式所遭遇的制造問題。然而目前此制程所面臨的問題,在於工件的邊緣處受到激光燒結(jié)熔池的影響,其零件的尺寸精度公差與粗糙度面臨控制不易的問題,零件內(nèi)流道的表面或深寬比較大的凹槽,不易進行拋光或研磨等後處理。
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