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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、林文志應用3D列印技術於鑄造模具之製造

本案建立國內應用3D列印砂模技術於鋁合金鑄造模具的首例，研究之實施過程需整合鑄造方案設計、鑄造凝固模擬分析、模具設計、3D列印與鑄造澆鑄等工程，才能準確且快速製造符合鑄造模具之鑄件。本案例完成的鑄造模具可直接應用於傳統砂模量產製程上，加速鑄造產品交貨期40%以上，節省模具費用5萬以上。程序與介紹國際標準定義的機器人性能測試準則。並展示工研院絕對精度提升成果與應用相關測試技術之機器人測試實驗室。

應用於類似產品的模具開發上，在一次列印工作中（工作箱尺寸為2000 x 1000 x 1000 mm）可成型24套不同種類的模具，對於新產品模具的開發製作具有高度發展潛力，並提高3D列印鑄造模具應用於量產模具的可能性。

作者:莊傳勝、林敬智、林得耀、林士隆、陳安利、曾文鵬積層製造之發展趨勢

2012年3月《經濟學人》雜誌指出，全球正邁入第三波工業革命－「數位化製造」，而最重要觸媒為積層製造亦稱為3D列印。美、歐、澳、非與亞洲等國家，紛紛以國家級研究資源投入，鎖定未來五年的關鍵發展期，迎接十年內將成為主流的先進製造技術。台灣透過發展積層製造，推動產業應用創新加值與佈局關鍵技術，將有助於強化台灣製造業之競爭力。

作者:吳慶財電腦輔助之鑄造模具技術於渦輪分子真空幫浦葉輪開發試作

本研究主要目的為建立電腦輔助快速鑄造技術流程於渦輪分子真空幫浦葉輪之快速開發試作，克服現階段產業界在高真空轉子開發製造上之瓶頸，達到高值化高真空幫浦國產化之產業目標；電腦輔助之鑄造快速模具技術乃整合應用逆向工程、雷射積層技術、鑄造模擬分析與鑄造快速模具等上、下游關聯技術於新鑄件的快速打樣試作之整合性技術，本製程具有節省模具費用、加速開發流程、適用特殊複雜形狀與材料多元化、解決傳統加工方法無法成形等優勢。由渦輪分子真空幫浦葉輪試作結果顯示：逆向工程技術與鑄造模擬技術之結合可以加速產品之創新設計與確認鑄造方案設計；電腦輔助之鑄造工法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，可作產業開發高質化產品的重要參考範例。

作者:林央正、劉錦龍熔融沉積成型積層製造控制系統

熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling, FDM）控制系統，乃是將ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）塑膠或PLA （Polylactic Acid）生物可分解玉米材質等條狀膠條，經加熱熔化通過微細孔徑熱擠壓頭，擠壓沉積成型在列印底板上，透過切層軟體控制，層層堆積成3D物件。本文包含熔融沉積成型技術與專利、積層製造軸控與溫控技術、3D物件切層軟體等簡介，可應用於模具開發驗證、文創設計/教學與3D相關產業應用上。

作者:楊政城複合式積層製造技術及設備

積層製造近年來已在全世界創造許多話題，本文先就金屬積層製造方法做一簡單介紹，之後說明積層製造的缺點以及為何複合式積層製造是解決這些問題的一個有效方法，最後簡短介紹目前工研院在複合式積層製造所做的初步成果。

作者:葉錦清雷射在積層製造的應用與商機分析

美國材料試驗協會（American Society for Testing and Materials, ASTM）綜合研究學者將積層製造（3D列印）分成七大類型技術，而這七大類型技術中，有四種技術是以雷射光為製造的核心。從產值來看，雷射相關的製程設備占3D列印整體產值約60%。雷射不僅可做傳統的減法製造而且可以做加法製造，在材料的使用性而言，可以用在塑膠、金屬、陶瓷的3D列印。由於雷射光的特性，直接製造金屬模具或者是金屬零組件變成可行，不僅擴大了3D列印的應用範圍，也強化了3D列印的應用深度。美國太空總署（National Aeronautics and Space Administration, NASA）與通用電氣（General Electric, GE）都使用雷射3D列印製程，生產航太用關鍵零組件；甚至是複雜的異形水路模具也是使用雷射3D列印製程來達成。

作者:黃家宏、朱繼文、張凱傑、林英傑、王俊傑、魏嘉民輪胎成形模具表面抗沾黏特性研究

砂模鑄造為生產汽車零件與機械零件之主要製程之一，傳統製程以木模生產砂模、金屬模具製作殼模砂心、CNC加工保麗龍模型..等方法來產生砂模或砂心，該製程具有無法生產複雜零件，模具成本較高..等缺點;本研究應用3D列印技術直接列印鑄造用之砂模，再以金屬液澆注於砂模內得到鑄件，在產品開發初期具有快速且節省模具成本等優勢，此流程已廣為歐、美、日汽車或機器大廠所關注與採用。

本研究應用3D列印砂模於鈷合金葉輪產品之開發，由結果顯示:傳統木模生產鑄件約需要14天，應用3D列印技術由CAD圖檔到鑄件生產只需2~3天，單件零件之砂模之製作成本則較傳統模具之開發費用降低很多。3D列印砂模製程對於鑄件創新開發試作可縮短初期開發時間與減少開發初期的模具費用，應用創新產品開發與國際接單有極大之優勢。

作者:吳慶財、梁正華應用3D列印鑄造砂模於鈷合金葉輪之試作研究

砂模鑄造為生產汽車零件與機械零件之主要製程之一，傳統製程以木模生產砂模、金屬模具製作殼模砂心、CNC加工保麗龍模型..等方法來產生砂模或砂心，該製程具有無法生產複雜零件，模具成本較高..等缺點;本研究應用3D列印技術直接列印鑄造用之砂模，再以金屬液澆注於砂模內得到鑄件，在產品開發初期具有快速且節省模具成本等優勢，此流程已廣為歐、美、日汽車或機器大廠所關注與採用。

本研究應用3D列印砂模於鈷合金葉輪產品之開發，由結果顯示:傳統木模生產鑄件約需要14天，應用3D列印技術由CAD圖檔到鑄件生產只需2~3天，單件零件之砂模之製作成本則較傳統模具之開發費用降低很多。3D列印砂模製程對於鑄件創新開發試作可縮短初期開發時間與減少開發初期的模具費用，應用創新產品開發與國際接單有極大之優勢。

作者:楊瑞雯台灣模具產業現況與3D列印新契機

模具產業可說是一個國家興衰的指標，若模具產業發達，表示該國的經濟根基穩固。台灣模具產業以中小企業為主，且北、中、南聚落明顯，其最終的應用產品則以3C電子、電機、半導體與汽車及相關零組件產業為主，且在塑膠模具與沖壓模具上，台灣廠商已具備高品質與成熟技術，成為國際一流大廠。2014年台灣產值為581億新台幣，已回復金融海嘯前之水準，進口值為49.5億新台幣，出口值達209.6億新台幣，為近五年新高，出口比例為36.1%，表面需求為423億新台幣，進口依存度11.7%。

3D列印近年來應用逐漸廣泛，小至民生用品大至航太零件，均可由3D列印製作出來，且所耗費的時間為傳統的十分之一，且能快速回應市場，彈性生產，因此越來越受到企業重視，尤其是台灣模具產業以中小企業為主，少量多樣的特性讓3D列印技術得以發揮，但3D列印對模具產業來說是股新勢力的威脅還是新的創新契機，將會藉由本篇文章與讀者一同解析。

作者:陳信助智慧雷射加減法控制與設備技術探討

近年來積層製造（3D列印）技術不斷演進，在市場的應用端，可免去模具的高昂費用與製做時程，具備客製化少量低成本的優勢；設計開發者也可藉此縮短開發時程，透過3D列印試製成品，驗證設計概念，先進歐美國家紛紛將雷射金屬沉積（LMD）製造技術導入航太、汽機車零組件、3C殼件、複雜的工具本體與結構體的製造[1]，分析LMD製程發展近程，成品雖然可直接應用於功能零組件，但仍有製造效率與尺寸精度議題，需要透過加法加工與減法加工之多功能複合製程方法，以滿足應用與製造需求；國際大廠也提出LMD複合製程技術，以因應LMD技術製造上所面臨的許多問題與挑戰。本文將針對雷射金屬積層製造與加減法複合製程控制技術、製程優勢及其應用進行介紹。

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