工研院创新3D列印 力拚智慧制造、精准健康跨域商机
▲右起为工研院雷射中心组长刘松河、中佑精材总经理叶建宏及可成生技专案经理黄睫颖。（图／工研院提供）
为协助有意导入3D列印的制造业者，工研院今年在「台湾3D列印暨积层制造展」，展出多项可提升制程与开发效率的3D列印应用技术，包括「智慧化积层不NG制造技术」、可视化分析诊断技术」与「远端多资讯整合控制功能」，并跨足生医相关领域，包括金属假牙及人工骨材等。
根据工研院IEKCQM团队预测，受到疫情影响，2020年台湾的制造业产值将为18.59兆元，年减5.05%，尽管经济活动受到影响，但由于国际转单利多，加上政府经济纾困措施超前部署，已减缓国内经济的冲击，并受惠于AI人工智慧、5G等新科技应用陆续上路，为制造业带来新型态商机。
工研院雷射与积层制造科技中心执行长曹芳海表示，今年许多因疫情经历过「断链」危机的制造业者，开始思考导入高阶制造工法降低风险，特别是3D列印技术，厂商询问度较过去增加许多，而3D列印发展至今，由于列印时间长，加上利用极细致金属粉末铺层、堆叠并融烧成产品，缺乏相关制造经验者稍有失准就可能发生变形、翘曲等失败风险。
▲工研院研发的「智慧化积层不NG制造技术」。（图／工研院提供）
曹芳海指出，工研院研发「智慧化积层不NG制造技术」，正是提供业者在产品开发上的「免死金牌」，一开始先从微观制程预测来缩短新材料参数的开发时间，可从平均1至2个月，大幅缩短到1周内，接着智慧化的产品热应力快速模拟，可预先诊断产品列印制作的可行性，提供最佳化的支撑设计建议，约可降低70%创新产品开发制作因设计不适导致的机台停机与失败风险。
曹芳海说明，由于3D列印在制程设计上具有智慧化与客制化的双重优势，未来跨领域的产业应用潜力大，工研院也开发出「可视化分析诊断技术」与「远端多资讯整合控制功能」，可协助厂商搭配自主3D列印设备衔接未来数位制造工厂，透过大数据及远端监控，抢攻少量多样客制化量产商机。
工研院表示，这次3D列印展上，展出近来协助嘉钢集团转投资的中佑精密材料公司，开发出难度极高的3D列印金属粉末，粉末成品具备高真圆度、高堆积密度及高纯度优点，非常适合运用在生医及航太产业等高附加价值的3D列印需求，也可望翻转过去进口3D列印粉末导致开发成本过高的门槛。
工研院指出，目前中佑已与国内鞋业大厂合作开发应用于鞋用模具的3D列印高强度铝合金与高耐蚀不锈钢粉末，也与工研院携手合作，协助国内航太用列印粉末材料开发，以国产自主粉末抢攻3D列印商机。
▲工研院与牙技所合作开发3D列印金属活动假牙支架。（图／工研院提供）
工研院说明，看好未来客制化3D列印在精准健康产业的市场潜力，工研院在高雄路竹科学园区建置「3D列印医材智慧制造示范场域」，已与牙技所合作开发制作钛合金的活动假牙金属弹性床，产品重量只有传统钴铬铸造合金的一半，在强度、延展性、服贴效果均较传统金属弹性床有显著提升。
工研院强调，这次与医材厂商可成生技合作3D列印植入物医材，协助可成生技自主发展多孔结构设计，提高骨材弥补物的延伸率和耐用性，现已获得专利；并与全球安联与高雄荣总共同开发3D列印下腭弥补物，目前已进行动物试验，若顺利通过卫福部核准，预计年底进行人体试验，可望嘉惠每年近8000名口腔癌患者。