工研院創新3D列印 力拚智慧製造、精準健康跨域商機
▲右起爲工研院雷射中心組長劉鬆河、中佑精材總經理葉建宏及可成生技專案經理黃睫穎。（圖／工研院提供）
爲協助有意導入3D列印的製造業者，工研院今年在「臺灣3D列印暨積層製造展」，展出多項可提升製程與開發效率的3D列印應用技術，包括「智慧化積層不NG製造技術」、可視化分析診斷技術」與「遠端多資訊整合控制功能」，並跨足生醫相關領域，包括金屬假牙及人工骨材等。
根據工研院IEKCQM團隊預測，受到疫情影響，2020年臺灣的製造業產值將爲18.59兆元，年減5.05%，儘管經濟活動受到影響，但由於國際轉單利多，加上政府經濟紓困措施超前部署，已減緩國內經濟的衝擊，並受惠於AI人工智慧、5G等新科技應用陸續上路，爲製造業帶來新型態商機。
工研院雷射與積層製造科技中心執行長曹芳海表示，今年許多因疫情經歷過「斷鏈」危機的製造業者，開始思考導入高階製造工法降低風險，特別是3D列印技術，廠商詢問度較過去增加許多，而3D列印發展至今，由於列印時間長，加上利用極細緻金屬粉末鋪層、堆疊並融燒成產品，缺乏相關製造經驗者稍有失準就可能發生變形、翹曲等失敗風險。
▲工研院研發的「智慧化積層不NG製造技術」。（圖／工研院提供）
曹芳海指出，工研院研發「智慧化積層不NG製造技術」，正是提供業者在產品開發上的「免死金牌」，一開始先從微觀製程預測來縮短新材料參數的開發時間，可從平均1至2個月，大幅縮短到1周內，接着智慧化的產品熱應力快速模擬，可預先診斷產品列印製作的可行性，提供最佳化的支撐設計建議，約可降低70%創新產品開發製作因設計不適導致的機臺停機與失敗風險。
曹芳海說明，由於3D列印在製程設計上具有智慧化與客製化的雙重優勢，未來跨領域的產業應用潛力大，工研院也開發出「可視化分析診斷技術」與「遠端多資訊整合控制功能」，可協助廠商搭配自主3D列印設備銜接未來數位製造工廠，透過大數據及遠端監控，搶攻少量多樣客製化量產商機。
工研院表示，這次3D列印展上，展出近來協助嘉鋼集團轉投資的中佑精密材料公司，開發出難度極高的3D列印金屬粉末，粉末成品具備高真圓度、高堆積密度及高純度優點，非常適合運用在生醫及航太產業等高附加價值的3D列印需求，也可望翻轉過去進口3D列印粉末導致開發成本過高的門檻。
工研院指出，目前中佑已與國內鞋業大廠合作開發應用於鞋用模具的3D列印高強度鋁合金與高耐蝕不鏽鋼粉末，也與工研院攜手合作，協助國內航太用列印粉末材料開發，以國產自主粉末搶攻3D列印商機。
▲工研院與牙技所合作開發3D列印金屬活動假牙支架。（圖／工研院提供）
工研院說明，看好未來客製化3D列印在精準健康產業的市場潛力，工研院在高雄路竹科學園區建置「3D列印醫材智慧製造示範場域」，已與牙技所合作開發製作鈦合金的活動假牙金屬彈性牀，產品重量只有傳統鈷鉻鑄造合金的一半，在強度、延展性、服貼效果均較傳統金屬彈性牀有顯著提升。
工研院強調，這次與醫材廠商可成生技合作3D列印植入物醫材，協助可成生技自主發展多孔結構設計，提高骨材彌補物的延伸率和耐用性，現已獲得專利；並與全球安聯與高雄榮總共同開發3D列印下齶彌補物，目前已進行動物試驗，若順利通過衛福部覈准，預計年底進行人體試驗，可望嘉惠每年近8000名口腔癌患者。