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智動化 / 專欄 /

最強3D/CNC成形機進駐南分院,請來試試!
直接製造才是3D成形的真正殺手級應用。
[作者 歐敏銓]   2013年07月25日 星期四 瀏覽人次: [60599]

日前在工研院台南六甲院區,舉辦了「南部雷射光谷育成暨試量產工場」啟用儀式,現場來了不下百人,其中多數人一早即遠從北部下來,若說吸引眾人前來的動力是「雷射」技術,恐怕不然。大家真正想來取經的,該是當今火紅的3D成形技術。

國內第一套金屬積層及CNC複合機(上)可直接成形出極精細的造型成品(下)
國內第一套金屬積層及CNC複合機(上)可直接成形出極精細的造型成品(下)

相較於MakerBot、Cube等個人化3D成形機主打原型(Prototype)設計市場,工研院南分院的最大賣點,即是能夠數位直接製造(Digital Direct Manufacturing, DDM)的3D成形技術,也就是金屬燒結的積層技術。

在台灣,工研院南分院積層製造與雷射應用中心總監曾文鵬無疑是這領域的權威,他在多次談話中一再強調:「直接製造才是3D成形的殺手級應用。」

加法與減法工序的理想結合

這句話,要眼見為憑。

在這試量產中心擺了各類型的3D成形機及其印出的成品,其中MakerBot的Replicator 2和3D System的Cubex,很抱歉,其FDM塑膠材質的樣品表面相當粗糙、硬度有限,這也難怪讓郭台銘看不上3D成形。歐洲EOS的金屬燒結式3D成形機則是另一層次的金屬成品,但仍偏於原型層次,因其表面精細度仍不夠高,除非另做刨光加工。

「即使做了表面加工,但一些內部或夾縫中的表面,仍無法處理的好,」台灣積層製造公司總經理楊世名如此表示。

將目光轉移到另一台來自日本的大型機台 - LUMEX Advance-25,楊世名表示,這台由松浦機械(Matsuura)生產的設備,是『史上』最強的3D成形機,因為它是唯一一台將金屬積層燒結和CNC切削加工整合於一身的自動化設備。

「它在金屬燒結成形的步驟中,插入了高速、奈米級的CNC切削程序,也就是每燒結十層就切削一次。如此一來,不僅能做出極複雜的一體成形工件,而且完工時就是一具毫無瑕玼、精度達+-5um的成品。」

在全球金屬積層製造的競賽中,擁有精密機械技術的德國與日本,如今仍居於領導地位。松浦機械即隸屬於日本松下集團,同時掌握CNC及雷射積層設備,而台灣積層製造公司,即是松浦與台灣的神基科技共同合資成立的。

「我們選擇進駐試量產工場,一方面是看好台灣產業對高階3D成形服務的需求,在這裏拓展各種應用機會;另一方面則是在母公司松浦的技術支援基礎下,借助工研院的研發實力,發展新的金屬粉末材料技術。」

做別人做不到的事

這麼強的設備,當然所費不貲,一台要價三千萬,不過,它有它貴的道理。楊世名以模具製作為例,相較於傳統CNC加工,這台設備不需要電極製造及放電加工的製程,因而可大幅縮短模具成形的測試成本和縮短製造時間。

當然,更重要的是能幫助開發者突破過去的設計限制。因為成本仍高,曾文鵬強調:「金屬雷射積層製造要做的,一是目前別人都做不到的,二是附加價值非常高的事情。」事實上,這裏已開始為國內多家廠商試產模具、精密零組件、齒模、手術器械和文化創意金工等產品。

從松浦這台機器,還可得到一些啟示。是加法工序或減法工序比較好呢?顯然二合一才是王道。此外,不可忽視的是,在加法與減法之前的3D圖形設計、修補、結構特性分析等前置作業,都得仰賴軟體工具,少了這環,硬體技術再強也成不了事。而數位化,正是創意釋放的重要關鍵。

逛完這一趟,不知各大集團派來的智囊們有何收獲?打算花個三億買十台回家,組一個直接製造工廠?這筆生意經看來相當有前景,對鴻海等業者的製造實力升級也大有幫助,很難想像郭董看不到這趨勢。

就如同紡織機的出現,一台生產機器的創造也可能引爆一場產業革命。然而,機器再強,不懂得好好用它,也是枉然。南分院這次的「試量產」工場定位很好,大家該多來這裏試試,好好試出真正殺手級的應用!

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