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作者:蔡宗汶、林得耀、黃偉欽、莊傳勝雷射金屬積層製造多物理耦合行為

在積層製造粉末熔融(selective laser melting, SLM）過程中，雷射與粉體的交互作用為熱傳與融化和蒸發的相變化(熔融：固→液與凝固：液→固）。且於凝固過程中熔融的液態金屬會因重力與液體內聚力的影響，開始產生球化。這種複雜的液態金屬流動與成型特性將影響凝固後分布均勻性，最後呈現在積層製造產品的品質特性。另外，雷射金屬積層製造屬於高速急熱急冷的加工過程，此過程會在材料內產生高溫度梯度(temperature gradient mechanism, TGM）引起殘留應力而衍生的成品的變形與缺陷。為了探討進一步了解成形與破壞機制，本文主要介紹雷射金屬積層製造相關模擬技術，希望藉此協助業者能對金屬積層製造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:邱慶龍雷射與積層製造產業現況

雷射與積層製造持續成長當中，更由於工業4.0與再製造計畫的推動下，已經成為製造產業不可或缺的重要角色。國際上雷射設備的發展將往大型化、高速化、自動化及材料多樣化發展，面對此一發展，要充分清楚此一發展趨勢，及時調整產業發展策略，因應未來國際上的發展變化。目前在雷射光谷計畫推動下，台灣相關產業正在逐步朝此目標邁進，未來透過相關的推動，結合傳統製程與更先進的雷射暨積層製造，開創一個嶄新的產業趨動力，推動台灣製造業再改變，帶動產業再成長。

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。

作者:李昌周、賴豊文、林央正、王登彥、王紀、王煜同軸電紡積層製造技術之研究

本文介紹將同軸靜電紡絲技術應用於積層製造，藉此列印出具有包覆性芯鞘形高分子線條之技術。利用有限元素分析法進行同軸紡口電場模擬，並以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:黃偉欽、吳秉翰、吳誌賢、林敬智、莊傳勝、林得耀雷射積層製造光引擎技術

積層製造（additive manufacturing, AM）技術近年來備受矚目，可以用來快速滿足具足夠強度的功能性產品成型需求，然而，可用來成型金屬產品的選擇性熔融技術（selective laser melting, SLM），若要達成緻密度的需求，通常僅能侷限於某些最佳參數。雖然能夠達成高強度且均勻的材料特性，但不易針對特定部位任意調控材料的顯微結構及其對應的機械性質。工研院所開發的光引擎技術，可動態調控積層製造製程中凝固溫度歷程，進而改變材料內部的顯微結構及機械性質。光引擎的原理是利用複合光束的概念，透過調整延伸光形的能量分布，動態改變凝固過程的溫度變化，來達到選擇性調控材料特性的目的及最佳的產品需求。雷射積層製造搭配光引擎技術，能讓產品設計不僅符合複雜外型及尺寸精度，更能滿足各部位結構所需最佳的硬度、韌性等機械性質，進而創造更好的使用效能與產品壽命，藉此大幅提升醫療、航太及汽車產業的產品差異化及價值。

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:蔡元勛、黃聖智、簡瑞廷、王江全、王江銘、陳建羽異型水路於塑膠製品射出成型製程之應用

在射出成型製程中，影響生產週期時間之主要因素即冷卻時間長短。傳統的模具水路設計，因受限於金屬模具加工工法，並無法做出複雜之水路設計，且在模具內部必須考量相關機構與水路間是否產生干涉，故往往讓水路的加工自由度受到限制，因此應用傳統的水路設計造成產品之生產週期過長。近年來，因金屬積層製造技術之發展，使得複雜的異型水路設計得以加工製作。本文即選擇一塑膠製品，以模流分析方法比較傳統與異型水路冷卻效率差異，並於透過雷射燒結技術製作異型水路模仁，研究過程中導入射出成型驗證，藉此比較傳統水路設計及異型水路對成型性之差異。

作者:王祥賓低耗減廢模具積層製造技術

傳統大型射出異形水路3D列印模具常面臨加工需多餘預留量（1–2 mm）、材料浪費、變形量大於1 mm及列印時間冗長（30–40 天）等問題。為改善此瓶頸，本研究提出三項技術方案：其一，透過熱變形優化列印參數以降低後加工預留量；其二，導入專利加熱平台以減少熱裂紋並提升良率；其三，應用可調控緻密度（孔隙率）之快速列印技術。實驗結果顯示，二次加工預留量可降至0.2–0.5 mm，材料節省7.8 %；大型模具（180 mm 以上）變形量控制於0.1–0.2 mm，製程穩定性顯著提升；列印時間則縮短至13–18 天，減幅超過56 %。綜合而言，本研究之低耗減廢積層製造技術可有效提升模具製程效率與品質，具實務應用推廣價值。

作者:唐振哲、莊水旺金屬積層製造參數對麻時效鋼機械性能影響

作者:凃冠旭、莊傳勝、王淑儀金屬積層製造車業創新應用及發展

積層製造技術可實現快速原型製造、高自由度客製化設計、材料多元使用等特性，在模具、半導體、汽機車零組件、航太及醫療等產業均具有眾多應用實績，其中產品強度與緻密度已超過傳統鑄造元件，製作成品可直接作為功能性之零組件直接應用，突破過去僅原型展示之用途，展現極高之工業應用與經濟價值。同時，帶動全球知名工業、車業、AM 廠商與研發單位，全力投入金屬積層製造車業技術發展，並結合工業 4.0 未來工廠情境，搭配物聯網、智慧機器人及巨量資料分析，朝向開放架構、模組化可擴充、多站式連結，實現跨場域之智能化整線量產製造。

作者:吳慶財基於積層製造之鑄造模具應用研究

首先說明應用積層製造於鑄造模具之關鍵技術與應用優勢，針對積層製造應用於砂模模具與精密鑄造用陶瓷模具之生產設備、材料與流程做說明；經由渦輪增壓器外殼之成功案例顯示，積層製造砂模技術於模具上、下模，結合積層製造之陶心列印技術的整合應用兼顧模具成本與陶心流道的表面粗糙度，可以達到縮短開發流程、節省模具費用、爭取國際訂單、爭取少量多樣高值化市場、提升創新能力與建置新商模等實質效益。

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。

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