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作者:林央正、李昌周、王登彥、林東穎靜電紡絲輔助生物列印技術

本文介紹靜電紡絲技術應用於生醫領域上，可將高分子材料列印至更微小化線寬，並介紹目前開發可列印網格狀圖案或圓形圖案的靜電紡絲輔助生物列印機。藉由同軸靜電紡絲技術可列印出具有包覆性芯鞘形高分子線條。以PVA 材料在實驗設備上進行近場電紡，能夠列印出線寬落在數十至數百μm 尺度範圍，並且具有包覆功能之細微線條，可藉此研究突破傳統積層造最小線寬的限制，擴大積層製造的應用領域。

作者:鍾偉權、蔡宗汶、林得耀、劉松河金屬粉床式融熔虛擬製造技術

金屬積層製造中的粉床式燒熔技術(Powder Bed Fusion, PBF)正以快速成長之姿，已漸漸從打樣應用到終端零件應用，在航太、模具、醫材等高值產業中嶄露頭角。然而此技術需克服急速加熱冷卻引起之熱應力所產生的殘留應力破壞問題，殘留熱應力輕則導致成品翹曲變形無法達到設計規格要求，重則可能會引起機台機構損耗、停機導致製程停擺，浪費製程材料與時間。透過工研院雷射與積層製造科技中心研發之虛擬製造技術，製造者可在長達數天或數周的製程啟動前進行虛擬製造，預視製造結果是否有風險或成品精度會否無法達到要求，協助製造者強化設計降低製程風險。此技術已開發成一獨立軟體－ITRI AMSIM，讓使用者快速得到預測結果並改善設計，可大幅減少因搭配試誤法之真實製程所造成之材料與時間成本浪費，以提高PBF設備投資報酬率。

作者:陳弘毅、林正衡、賴羿壬、王正欽、葉建宏高純度不鏽鋼316L 粉末的製備及其3D 列印

本研究利用真空氣體霧化製程 (Vacuum induction gas atomization, VIGA)，製備不鏽鋼316L粉末，並透過積層製造技術驗證其列印特性。研究結果顯示，氣霧化之不鏽鋼316L粉末，具備高潔淨度、高成分均勻性、高真圓度與高流動性的特性，其篩分後粉末的平均粒徑D50與平均霍爾流動秒數分別為32±2 μm及21±2，適合用於積層製造列印。從雷射積層製造結果顯示，切層厚度在40 μm、雷射功率為200 W、掃描速度為1200 mm/s及重疊率為30%下，可得到最佳化製程參數，其降伏強度、抗拉強度及伸長率分別為547 ± 10 MPa、 654 ± 8 MPa及36 ± 2%，顯示透過氣體霧化法製備的不鏽鋼316L粉末，能用於積層製造。

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:吳慶財、吳承柏、郭信宏積層製造汽車底盤副車架之試作

歷史雜誌