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作者:崔春山積層製造之雷射加熱與相變化模擬探討

積層製造（Additive Manufacturing）是近年來的發展趨勢，邁向智慧製造的關鍵技術，利用電腦輔助工程（Computer Aided Engineering, CAE）模擬積層製造，可協助發展與積層製造核心技術，減少嘗試錯誤。積層製造的核心重點為加熱機制，如雷射加熱（Laser heating），以及包含相變化（Phase Change）的熱傳與機械性質。本文重點探討各種雷射加熱模擬的方法以及金屬相變化在多重物理耦合軟體COMSOL Multiphysics的實現。

作者:蔡宗汶、鍾偉權、林得耀、劉松河、洪基彬金屬3D 列印雷射- 材料作用機制分析

積層製造的雷射粉體燒融(Selective laser melting, SLM)涉及雷射與粉體的交互作用、熱傳、融化、蒸發、凝固等，尤其凝固過程中液態金屬會因重力與液體內聚力的影響產生球化現象，諸多複雜的流動/成型特性將嚴重影響製作成品的品質，目前主要以試誤法來了解與改善之。為了進一步了解成型與缺陷形成機制，本文主要針對工研院雷射中心發展之SLM相關預前模擬技術進行介紹，且為了準確描述雷射粉體燒熔的自由表面流體問題，工研院基於光滑粒子動力學進行相關理論建置，藉此協助業者能對SLM相關學理機制有進一步的認識，並利用相關技術創造更多高值化產品。

作者:葉錦清智慧製造與積層製造發展趨勢分析

由於消費市場結構變化、產品研發與生產需求轉變、製造板塊轉移與重組、技術創新與新的生產方案、國家經濟與產業政策等因素，類似智慧製造概念的工業4.0因應而生，全球製造業刮起一陣智慧製造的旋風。智慧製造終究不過是一個手段或者是方法，主要的還是要提升企業的競爭力。積層製造不僅僅是達成智慧製造的關鍵技術之一，更是能夠實現客製化產品的重要技術。目前積層製造已經漸漸的從快速試製品要跨入製造關鍵零組件，與直接生產產品，但仍須克服一些生產上的弱點，不論是在生產速度或者是成本的降低上，都有廠商投入大量的資源去改進。

作者:蔡宗汶、鍾偉權、林得耀、吳宗明、劉松河、洪基彬金屬3D列印：模擬可視化應用製程技術

積層製造的雷射粉體燒融（Selective Laser Melting, SLM）涉及雷射與粉體的交互作用、熱傳、融化、蒸發、凝固等，尤其凝固過程中液態金屬會因重力與液體內聚力的影響產生球化現象，諸多複雜的流動/成型特性將嚴重影響製作成品的品質，目前主要以試誤法來了解與改善之，然而在面對各種客製化設計、新開發材料、特殊設備模組、新穎製程時，成本過高且效率極低的試誤法已無法滿足需求。為了進一步了解成型與破壞機制，本文主要介紹工研院雷射中心發展之SLM相關預前模擬技術，藉此協助業者能對SLM相關學理機制有進一步的認識，並利用相關技術創造更多高值化產品。

作者:林英傑創新試作平台簡介

為因應產品生命週期短、新產品開發頻率高的趨勢，金屬工業研究發展中心設立了「創新試作平台」。除了提供一站化完整的試作開發服務；也提供多種特殊試作開發量能(如積層製造、精微加工等)，來補足產業技術缺口，並縮短新產品開發時程。

作者:李昌周、王登彥、林央正、黃智宏、賴豊文、駱婉珣、廖智菁仿生皮膚3D列印技術

在國際規範實施禁用動物試驗之後，透過體外仿生皮膚組織(human skin equivalent)進行腐蝕性及刺激性等安全性評估，已成為化妝品原料及產品上市前的必要檢驗項目。為了因應仿生皮膚自動化生產之需求，本文介紹目前生物列印在國際上的發展狀況，並透過工業技術研究院(工研院)研發的仿生皮膚3D列印設備介紹相關技術。

作者:簡士凱、陳信助、蔡國騰、王雍行、李閔凱雷射金屬沉積直接成型螺桿技術

雷射金屬沉積(laser metal deposition, LMD)為一種基於雷射應用的積層製造方式，可廣泛應用於金屬品製造、金屬披覆、高價值金屬品重建及功能性零組件製造。而雷射金屬沉積製程包含各種複雜參數，如雷射能量、光斑直徑、披覆路徑方式、粉材供粉量、雷射移動速度及氣體流量。然而這些製程參數往往會因材料、雷射金屬沉積設備與操作環境的不同而有所差異，仍需面臨材料性質與製造精度的挑戰。因此需要透過加法與減法加工之多功能複合製程方法，並整合CAD/CAM軟體以滿足應用與製造需求。本文將針對雷射金屬沉積直接成型螺桿製程中，所使用的加值型CAD/CAM客製化系統、沉積製程研究及其應用進行介紹。

作者:蔡國騰、莊傳勝、李宗翰、賴怡君、林敬智、林得耀、劉松河金屬積層製造創新工業應用案例

積層製造技術是屬於一種加法製造的製程方式，可快速製造出產品原型，以提供設計者概念傳達與產品評估，近來金屬積層製造技術已日趨成熟，產品強度與緻密度已超過傳統鑄造元件，除可快速製造出具功能性測試之原型外，甚至可直接作為功能性之零組件。台灣在模具、半導體、汽機車零組件、石化等產業均具有相當程度的發展規模。近年來國內工業發展受到低價競爭，以及國際上製造重心的技術轉移，全球製造業產生大規模的版圖變化，因此台灣製造產業往高值化發展已刻不容緩。本文將說明目前金屬積層製造於工業應用案例，期望對國內工業發展的技術開發與新創應用有所助益。

作者:戴維倫、林得耀、莊傳勝、林敬智、黃光瑤、曾文鵬雷射積層製造技術與生醫應用

積層製造（Additive Manufacturing，AM）技術，又稱快速成型技術，目前主要分為快速原型（Rapid Prototyping，RP）技術與快速製造（Rapid Manufacturing，RM）為近代革命性先進製造，不同於傳統減料加工法，積層製造技術緣起於1970年代，發展至今延伸出3DP、SLA、LOM、SLS、SLM與FDM...等技術，主要用以製造符合3F原則成品，形狀（Form）與設計一致、尺寸符合公差適合度（Fit）、成品達使用功能（Function）；隨著雷射光學技術與材料科學的突破，紛紛投入雷射積層製造技術研究，因成品可直接使用應用領域廣泛，又以SLS、SLM技術為重，生醫應用上2008年首次成功將人工髖關節植入人體手術，本文將介紹雷射積層製造技術之生醫材料與生醫應用實例。

作者:吳慶財基於快速模具之快速試作技術現況與案例

快速試作方法應用於歐美已行之多年，快速試作之成功應用於產品開發實為先進國家保持產品創新與技術領先之關鍵策略。本文介紹積層製造與快速模具之軟硬體設備，說明整合多項電腦輔助技術的快速試作技術可以提供產品開發之全面解決效果，彙整2011年快速技術國際研討會暨展覽會（RAPID 2011 Conference & Exposition）之參訪心得，解析美國快速試作應用於鑄造（Casting）、3C消費性產品（Consumer Product）、醫療（Medical）、汽車（Motor Vehicle）、航太國防（Aircraft, Aerospace & Defense）、3D Imaging（影像）、藝術與珠寶（Arts & Jewelry）之現況，提出金屬中心多年快速試作之服務案例並說明這些案例的應用效益。國外快速試作技術應用效益顯著，國內產業可仿效創新實現與試作技術並行策略，提高產品價值與利潤，然而，採用試作件材料與其製程與量產的產品材料與製程不同，降低試作件的參考價值與全面應用性，塑膠產品之工程塑膠或橡膠材料、金屬鑄件試作模具無法生產壓鑄件與金屬鈑金試作生產時在最小R角的呈現度、反彈率與摩耗誤差…等，實為試作技術未來發展之方向。

作者:莊傳勝、林得耀、戴維倫、林敬智、曾文鵬義齒先進數位化製造技術

國內義齒（假牙）製造產業，所謂的牙技所或技工所，目前多採用傳統人工模造工藝技術，需經十多道以上製程，製造過程耗工費時，且重工比例高。近年來先進國家數位化牙科的製造能力提升及義齒新材料開發，造成牙體製造技術發生重大變革，透過本文之先進數位化製造技術介紹，使義齒業者與從業人員能掌握產業脈動，透過轉型數位化製造順勢趕上世界潮流。

作者:吳慶財雷射積層製造之精密鑄造應用

雷射積層製造具有複雜形狀加法成形上優勢，鑄造技術具有材料多元化、模型組合彈性化與製程低成本…等優勢；本研究主要目的是整合應用雷射積層與鑄造兩個製程技術與鑄造模具之複合工法流程，及時提供產業在各種鑄造零件或鑄造模具上的需求，可生產的材料包括生產鋁、鎂、鈦…等輕金屬與不鏽鋼、超合金..等合金鋼材料，提供汽車、航太、3C、醫學工程、藝術珠寶…等產業在研發階段少批量或大量客製化的市場需求，累積多年為實際案例顯示:雷射積層之鑄造工法可以大量縮短產品開發時程40 %以上，降低模具或產品開發成本30%以上，提高產品的附加價值率25 %以上，實為產品高質化與提升產業國際競爭力之重要課題。

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