工研院發表大尺寸金屬 3D 列印,助台廠拚航太商機

作者 | 發布日期 2017 年 04 月 28 日 15:10 | 分類 3D列印 , 市場動態 follow us in feedly

搶攻全球高值零組件商機,就靠這一台!在經濟部技術處的科技專案支持下,工研院宣布成功開發國產第一台大尺寸、大面積的 50×50×50 立方公分金屬 3D 列印設備,成功整合 4 支雷射同步作業,大幅提升列印品質,可望成為國內廠商搶進全球航太及汽車等高值零組件產業的最佳利器。



工研院雷射與積層製造科技中心主任曹芳海表示,為符合次世代航太產業需求,工研院 3D 列印團隊將自主研發的硬體系統與比利時 Materialise 公司的製程軟體成功「軟硬整合」,開發出四區大面積專用製程掃描策略,除了可避免列印煙塵交互影響製程,也透過精密控制提升多顆雷射同區共熔的加工品質。相較傳統單頭雷射 3D 列印,不僅解決大型工件的複雜製造需求,也能完成小尺寸的多樣量產,生產效率最高提升 4 倍,客戶端從開發、生產及後續的維修與置換成本,均可大幅降低。

▲ 工研院以大尺寸金屬 3D 列印設備, 協助國內 ARRC 前瞻火箭研究中心製作複雜的火箭推進器反應流道,大幅提升可靠度,並降低研發成本及時間。

此外,針對過去大尺寸零件製作時,容易產生熱變形影響製程良率的缺點,工研院提出全球首創之立體多邊型掃描策略,可平衡雷射製程中熱應力的累積,使金屬零組件變形的程度較傳統製作方式降低三成,有效提升製造品質。而結合工研院獨特的光學調控引擎,未來更可依照不同金屬列印材料的特性,分區調控出不同的雷射光型與掃描軌跡,藉此突破單一材料的屬性限制,創造出金屬積層材料調控的應用潛力。

根據研究機構 Wohlers Report 資料顯示,全球積層製造產業產值持續成長,2016 年積層製造服務與系統及材料的市場共達 60.63 億美金,較 2015 年提升 17.4%,主要成長力道來自金屬 3D 列印。雖然整體市場仍有設備昂貴、可 3D 列印的金屬材料品項仍太少等問題,但隨著主要關鍵技術專利於 2017 年到期,且醫材與航太應用不斷增長下,未來大面積列印設備的相關應用與專用材料可望在 2018 年更加普及。

工研院目前已成功建立 10×10×10 立方公分、25×25×30 立方公分及 50×50×50 立方公分等三種尺寸的國產自主設備,可提供小、中、大等不同尺寸的客製化設備需求,此外也協助超過八種以上國產材料商品化驗證與參數優化,成功輔導國內廠商設備材料自主。工研院特將於 2017 年 5 月 11 日於台南六甲院區舉辦「大趨勢!金屬 3D 列印成果發表暨技術研討會」,現場除將展示國內首座大尺寸 3D 列印設備外,亦邀請國內外專家分享 3D 列印軟硬整合及應用趨勢,歡迎產學研各界先進與會,共同開拓跨界應用合作及 3D 列印商機。

(圖片來源:工研院)