雷射與積層製造技術專輯主編前言

作者:

洪基彬

刊登日期:2019/01/30

為推動雷射產業化及協助國內廠商鏈結國際市場,邀約國內多家廠商組團共同參訪2018年11月12日至15日在德國杜賽道夫舉行的Medica 2018、Compamed 2018與11月13日至16日在法蘭克福舉行的 Formnext 2018展覽,期望透過實地參訪交流,可以讓國內業者對雷射及積層製造的發展如工業、汽車、航太、醫材等應用有更多的認識及瞭解,提供國際接軌與合作機會,以促成雷射產業銜接國際市場目標。
11月12日至15日在杜賽道夫同時舉行的MEDICA 2018與COMPAMED 2018四天中共有120,000位參訪者,其中三分之二來自德國以外155國,而5,273家參展商則來自66國,可謂真正國際展會,整個展場共有17個館,COMPAMED 2018於8a、8b館展出高科技醫療方案,約有522家參展商,雷射及3D列印等先進技術應用產品也於8a、8b館展出,輔復具則於4、5館,COMPAMED high-tech forum by IVAM在8a,COMPAMED suppliers forum by DeviceMed在8b,其餘展館則舉辦Medica 2018,此展因舉辦已久盛況空前;雷射技術主要應用在超快雷射精密切割,如心血管支架、格壯中空支架等,主要代工廠、成品商及設備商有BMT、MeKo、XL、Trumpf等,展出的產品加工品質皆非常好,顯然超快雷射應用在醫材精密加工在歐洲已趨成熟,未若今年六月在日本醫材展看到同樣是心血管支架,仍多以傳統機械精密加工為主,歐洲在非接觸加工步伐走得較快。
3D列印醫材參展者主要有GE Additive、multiphoton Optics、XL、Protalabs、Fraunhofer IPA等,其中GE Additive旗下的Concept Laser 展出一台m-cusing工作尺寸約10x10x10 cm的金屬醫材專用機,定價20-30萬歐元,也展出3D列印製品如牙齒用的crown、bridge、model casting及femoral knee、femoral stem、spinal implant、mugeto hip stem等,也有展出通過FDA用EBM作的acetabular cups號稱已製作超過100,000個;美國明尼蘇達的Protalabs自1999年成立,目前超過1000人公司,主要代工少量多樣的醫材,使用3D列印前會評估用何種工法最有利客戶,強調目前公司內具備SLA、BJ、SLS、MJ Fusion、SLM等3D列印設備,每月至少有60,000 parts用3D列印製作,且通過FDA 510K含金屬、非金屬製品,顯見美國AM醫材已進入市場;為推廣3D列印醫材,國際證照代辦公司Knoell也在論壇介紹FDA的pre-submission program,包含premarket application(PMA)、premarket notification(510K)、De Novo、IDE、accessory classification request、CLIA waiver,目前為鼓勵3D列印醫材,FDA對此program是免費,且多用面談加速處理,平均一案約4個月可有眉目,顯示法規面美國政府有積極在處理,有利3D列印醫材發展;輔復具醫材此次在展場所見仍以傳統器具為主,諸如Dr. mED、mediroyal、Eureduc、medical brace、oppo、MUELLER、Huntex(台灣的海伸公司)等,展出背架、可調角度膝支架、護腕、護膝等,也有展出鐵甲機器人,成大方晶晶老師也去展FDM作的媽媽手、背架,塑膠3D列印輔護具看起來仍以示範為主,尚未進入市場,可能在法規、功效、成本、使用習慣等方面,都有待努力。
本次好幾個館都有國家主題館,而台灣在好幾個館都有台灣館,據說超過200家廠商來展,這些國家館諸如美國、中國、法國、德國、土耳其、捷克、新加坡、波蘭、台灣等等,顯見醫材因其附加價值高,各國都卯足勁鼓勵民間企業投入,台灣Ben Q 的可攜式超音波診斷儀、上銀的內視鏡機器人固定系統等,也都自行在各館大攤位展出,顯示台灣知名企業對醫材產業著力甚深,對台灣產業升級轉型是一好事;傳統針灸在會場上看到以雷射非接觸式取代侵入式的用針,成為雷射針灸,如RJ-Laser、MKW,讓雷射本身就具有醫療效果,將科技運用到古老領域也是一值得探討的方向;Fraunhofer IPA與ITEM利用SLA技術開發塑料軟硬結合一體成形的多種醫材產品頗令人驚艷,諸如3D-printed compliant rotary joint、smart actuator technology for medical devices、R&D platform for 3D printed robots等,從提供手術或實驗器械角度導入3D列印,或可免去諸多法規及認證,對加速3D列印的產業推動,是一個很好的參考方向;整體而言,雷射及3D列印在醫材展所佔比例還不高,可能因涉及醫療安全及法律規範,須嚴謹保守,所以展出品大多較少新進技術或新穎技術產品,然基於精準醫療的趨勢,雷射與3D列印的市場需求相信會逐年提升,只要我們好好努力就有機會。
Formnext 2018相較去年成長頗多,由大會所提供資料,共有632家參展商、26,919位參訪者約成長25%、使用場地面積37,231平方米、來自32國,德國境外佔49%,展場較去年擴大50%、參展商增加53%、參訪者增加61%、演討會人數增加59%,且將近一半參訪者來自德國以外,顯見法蘭克福已為全球最大AM國際展場,AM市場愈趨熱絡!
金屬AM今年大致沿著去年架構發展,新進廠商較有限,但各技術皆有精進,諸如以FDM為基礎的方式,包含德國3d-figo、美國Markforged、Desktop metal等設備印製的成品收縮率,由去年的20~25%,今年已提升至16-17%,緻密度約96%,Markforged機台報價約$135K for metal studio 含一台 printer、 一台wash與一台 sinter,若是雙料印碳材單台印表機約$13,000;HP今年也展示可印金屬,緻密度96%,收縮率17%,預計2020年上市;Fraunhofer 持續展示用915 nm VCSEL diode 作preheating的 PBF,定價僅80K 歐元,可加工多種材料;荷蘭Additive Industries展出全自動量產型生產線中的AM設備可製作 420x420x400 mm,單機定價850k歐元,而EOS、SLM、Concept laser、Raineshaw、Trumpf、Stratasys、 HOFMANN、Sisma、InssTek、Citim等仍續參展,其中Trumpf發表新機以TruDisk 1020綠光雷射源組成新型TruPrint 1000主攻銅製品,因1064 nm對銅吸收率約僅5%,而綠光則超過10%,效率相對好,其製品強調高精度無孔隙,是由一般泛用機朝向專用機發展,意味著金屬AM市場愈來愈被看好,供粉採雙槽輪流供粉,確保量產不中斷,且製程監控軟體採視覺式,使用者親和力強,也可連線遠端監視及中央資料收集,具備工業4.0能力;觸控式人機、製程監控、量產供粉及管理、具工業4.0連線能力及量產自動化等五大特點,是本次歐洲機種共同特點,顯見metal AM正進入工廠量產,歐洲加減複合製程應用於工廠的腳步愈來愈快;DMG 精進去年的LASERTEC 30升級成為LASERTEC 30 gen2,並推出新機種125x125x200 mm 的LASERTEC 12 SLM主要訴求35 μm光斑較70 μm光斑列印精度相對提升4倍,Ra可由11 μm提升至6 μm,模組化的供粉槽,可以輕鬆plug in/out LASERTEC 12 SLM與LASERTEC 30 SLM 共用,同時加速製程,提供即時監控列印情況可確保品質及生產履歷,同時可針對列印材料輸入組成成分,便可自動提供製程參數,讓列印自動化,LASERTEC 12 SLM並榮獲world premiere 2018。

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