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作者:陳慶展飛秒雷射應用於金屬心血管支架表面工程研究

本研究以飛秒雷射於316L 不鏽鋼與鎳鈦合金（Nitinol）形成雷射誘發周期性表面結構（Laser-Induced Periodic Surface Structures, LIPSS），探討在雷射波長1030 nm 下能量密度對周期之影響並比對血管支架需求。316L 於0.18、0.36、0.54 J/cm² 之周期為827、797、790 nm，平均為804 nm；Nitinol 於0.18、0.36、0.54、 0.72 與0.91 J/cm² 為716、686、684、694 與680 nm，平均為692 nm。結果顯示LIPSS 周期主要受材料與波長主導，雷射能量密度影響微幅。所得約700 nm 之結構與血管中層表面紋理相符，可望促進內皮細胞貼附、抑制平滑肌增生，具支架表面工程潛力。

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:陳佩吟、廖建智金屬異質材料結構輕量化設計新技術

現今工具機的應用範圍很廣，包括:金屬加工產業、PCB產業、半導體產業、汽車產業、航空產業、超精密加工產業等，在現代精密製造扮演了重要角色，工具機結構主要包含底座、橫樑、鞍座、主軸頭等結構件，而這些結構件則代表機台剛性與產品精度呈現的基礎條件，因此工具機結構件材料的選用取決於機台對性能的要求，本文藉由金屬與熱塑性複合材料結構設計技術開發，建立結構製程新技術，最終成品具備高剛性、高強度、低重量、低熱傳導性需求，進而達到降低工具機金屬件重量、高熱阻絕特性，降階進給驅動馬達功耗規格，最終達到降低電力能源消耗與對應碳排目標。

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:胡秉淳複合層板成形模擬與模具技術國際現況

纖維與金屬複合層板(Fiber metal laminate, FML)是同時利用金屬結構強度與複材輕量化等材料優勢的混合材料，以各取所長的概念可針對性的依據產品的需求，設計疊層方式及材料的選用。目前已經廣泛應用在高值化的運輸產業中，針對近來越來越嚴苛的能源法規與安全規範問題，FML製版與成形製程已是各國研發單位相繼投入的主要研究目標。本文針對目前FML的模擬分析的發展現況進行介紹，包含成形模擬資料庫建立、機械性質測試及機械性接合方式的分析，以及模擬準確度的優化等。並探討FML成形使用之模具架構，包含沖壓(stamping)、鋪疊(Lay-up)、液壓成形(hydroforming)等，進行文獻回顧與討論，並針對未來主要的研發方向進行說明。

作者:黃智勇、林義鈞、陳冠州、張森嘉、陳德銘、張語軒MOCVD磊晶製程參數系統優化技術

工研院研發的可視化磊晶製程參數優化系統（CyberEpi）是屬原創性極高之製造數位化技術，不同於傳統人為設定操作參數的決策。CyberEpi軟體套件包括五個主要模組：SimEpi，FlowEpi，OptiEpi，LibEpi和OptiEpi Plus等，使用者可快速驗證磊晶的流場與化學反應（SimEpi）耦合模擬結果，透過創新的流場可視化平台（FlowEpi）和製程參數最佳化（OptiEpi）之精確模型校準。為了突破多重物理耦合模型的分析模擬極限，以提昇本系統的準確度，乃進一步導入AI品質手法「AI-enhanced Simulator」，以應用於MOCVD薄膜製程之特性研究。

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: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:莊志宇、蔡佩蓉、陳彥儒、黃彥霖、姜志華、陳逸群複材殼件成形製程與模具技術介紹

異質複材具輕量化、高性能(耐用/強度)、可加工等特性，近年在運輸(航太/汽車/自行車)、消費性電子產品、通訊、機械設備、熱管理等產業需求大增。全球複材材料市場將由2017年4.4億美元成長至2026年12.9億美元；其中，以金屬為主的複材材料，預期2022年產值將達4.4億美元，而產量將由2012年1,900公噸成長至2022年3,400公噸。異質複材其組成可含非金屬及金屬層，相互面結合成為板、殼件，其非金屬層可為熱固或熱塑複材，相較於熱固複材為非循環再用材料，熱塑複材具備可回收再利用，預浸材料無需冷藏，加温後成形性佳等優點，其本身之熱塑性樹脂加熱軟化，常溫固化，為可逆物理反應。複材板材可經由熱成形製程產出所需曲面特徵之殼件，具有可塑性成形及量產的潛力。本文將介紹金屬中心新近發展之複材材料加熱製板、殼件熱成形製程與模具技術研究成果，以提供相關業界之參考。

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:黃一萍、蔡明城、楊淑慧伺服沖床成型曲線智慧化工具開發

伺服沖床相較於傳統沖床的最大特徵，在於能夠控制沖頭的運動及速度，並配合不同的加工目的，使用最適合之成型曲線，以達到最大的生產效率。對於伺服成型曲線智慧化，必須先拆解其特性。曲線分為有加工與無加工，其中有加工部分需要根據需求使用不同的曲線，有不同的曲線後，可以再拆解曲線中每個轉折節點，也就是智慧化需要對每個節點進行判斷，並選擇最好的路徑。因環境議題使鋁合金採用率上升，而7系列鋁種之鈑金因強度高延展性很低，成型時易破裂，因此成品品質不佳造成量產難度高，愈加顯示伺服沖床成型曲線智慧化工具的重要性以及未來市場發展潛力。

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。

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