有别于现今投入金属积层制造的各方产官学研单位,多年来在自动化、工业量测、机械运动控制与精密加工等领域,均占有业界领先地位的英国雷尼绍公司(Renishaw)也在今年5月初落幕的「台北国际数控暨制造技术展(MT duo)」正式发表最新快速堆叠成型制造系统(AM250),将有机会解决过往金属积层制造最为人垢病的品质与效率问题。
立足于精密量测基础,目前无论是3C电子类的手机、电脑或汽车上的引擎等,为了兼顾触感、耐用及安全品质,大多数人每天都会用到的产品上,都会先通过Renishaw在制程监控及工业量测精密量测验证,多款接触或非接触式量测检具留下的痕迹,才会有产品能顺利上市,并交到消费者手上。
随着金属积层制造发展,将主要先用于满足轻量化新需求,包括飞机引擎的燃油喷嘴与机舱内的液晶电视支架等,而这些领域共通关联的重点,便是皆须经过精密量测,贯串所有产品。近年来Renishaw更一举跨足金属积层制造领域,结合自家量测技术后重新设计系统,成为新进设备制造商。
图1 : 随着金属积层制造发展,将主要先用于满足轻量化需求,近年来Renishaw更一举跨足金属积层制造领域,成为新进设备制造商。 (摄影:陈念舜) |
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展现AM自行车架 看好高阶医疗应用
Renishaw推出的快速堆叠成型制造系统系采用SLM技术,先将所得到的3D CAD档案转换为STL档案后输入设备后,在严格控制的大气压力下,直接经高功率光纤雷射熔融多种金属细粉末,烧结产生出厚约20~100μm层层堆叠的致密金属工件。该技术现已广为用于制造特定的医疗植入体、轻量化航太与赛车零组件、高效率热交换器,以及含有异型冷却水路的射出成型模具嵌件,提供设计师更多自由度,创造出不受传统制程或大量生产模具需求限制的复杂结构和形状、嵌入式特征。
雷射熔化(加法)还能与传统机械加工(减法)技术相辅相成,形成制造系统的一环,包括热处理、表面后处理等,有助于客户减省前置开发时间、模具及材料成本浪费,仅制造所需产品而率先上市。使用者还能受惠于Renishaw对制程排放量及粉末处理技术,减少不必要的材料浪费,在改进粉末调节系统内精炼后,超过98%以上粉末材料,都可循环再利用。
图2 : Renishaw与Empire Cycles展示合作成果,以积层制造出世界首件单车钛合金骨架,符合登山越野型车种对轻量及耐冲击、碰撞要求。 (摄影:陈念舜) |
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Renishaw在今年MT duo虽仅展示2014年与知名自行车厂商Empire Cycles合作成果,强调以积层制造出世界首件单车钛合金骨架,符合登山越野型车种对轻量及耐冲击、碰撞要求;Empire Cycles也得利于该工法具备汽机车冲压钢板「单体」构造拥有的各项优点,却不必大量投资添购设备。
但由于该系统具有防辐射和粉末处理的安全设计,足以安全处理钛、铝等活性材料为其基本功能之一,在导入高阶医疗、航太、电子及高科技应用领域后,相信将能带来更庞大商机。包括从病患专用的骨科植入体,到大量生产采用混合式结构与质地的医疗器材,雷射熔化技术具有解放制造能力,结合自由形状和精细晶格结构的潜能,大幅改善病患复原情况。