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智动化 / 专栏 /

最强3D/CNC成形机进驻南分院,请来试试!
直接制造才是3D成形的真正杀手级应用。
[作者 歐敏銓]   2013年07月25日 星期四 浏览人次: [64705]

日前在工研院台南六甲院区,举办了「南部雷射光谷育成暨试量产工场」启用仪式,现场来了不下百人,其中多数人一早即远从北部下来,若说吸引众人前来的动力是「雷射」技术,恐怕不然。大家真正想来取经的,该是当今火红的3D成形技术。

国内第一套金属积层及CNC复合机(上)可直接成形出极精细的造型成品(下)
国内第一套金属积层及CNC复合机(上)可直接成形出极精细的造型成品(下)

相较于MakerBot、Cube等个人化3D成形机主打原型(Prototype)设计市场,工研院南分院的最大卖点,即是能够数字直接制造(Digital Direct Manufacturing, DDM)的3D成形技术,也就是金属烧结的积层技术。

在台湾,工研院南分院积层制造与雷射应用中心总监曾文鹏无疑是这领域的权威,他在多次谈话中一再强调:「直接制造才是3D成形的杀手级应用。」

加法与减法工序的理想结合

这句话,要眼见为凭。

在这试量产中心摆了各类型的3D成形机及其印出的成品,其中MakerBot的Replicator 2和3D System的Cubex,很抱歉,其FDM塑料材质的样品表面相当粗糙、硬度有限,这也难怪让郭台铭看不上3D成形。欧洲EOS的金属烧结式3D成形机则是另一层次的金属成品,但仍偏于原型层次,因其表面精细度仍不够高,除非另做刨光加工。

「即使做了表面加工,但一些内部或夹缝中的表面,仍无法处理的好,」台湾积层制造公司总经理杨世名如此表示。

将目光转移到另一台来自日本的大型机台 - LUMEX Advance-25,杨世名表示,这台由松浦机械(Matsuura)生产的设备,是『史上』最强的3D成形机,因为它是唯一一台将金属积层烧结和CNC切削加工整合于一身的自动化设备。

「它在金属烧结成形的步骤中,插入了高速、奈米级的CNC切削程序,也就是每烧结十层就切削一次。如此一来,不仅能做出极复杂的一体成形工件,而且完工时就是一具毫无瑕玼、精度达+-5um的成品。」

在全球金属积层制造的竞赛中,拥有精密机械技术的德国与日本,如今仍居于领导地位。松浦机械即隶属于日本松下集团,同时掌握CNC及雷射积层设备,而台湾积层制造公司,即是松浦与台湾的神基科技共同合资成立的。

「我们选择进驻试量产工场,一方面是看好台湾产业对高阶3D成形服务的需求,在这里拓展各种应用机会;另一方面则是在母公司松浦的技术支持基础下,借助工研院的研发实力,发展新的金属粉末材料技术。」

做别人做不到的事

这么强的设备,当然所费不赀,一台要价三千万,不过,它有它贵的道理。杨世名以模具制作为例,相较于传统CNC加工,这台设备不需要电极制造及放电加工的制程,因而可大幅缩短模具成形的测试成本和缩短制造时间。

当然,更重要的是能帮助开发者突破过去的设计限制。因为成本仍高,曾文鹏强调:「金属雷射积层制造要做的,一是目前别人都做不到的,二是附加价值非常高的事情。」事实上,这里已开始为国内多家厂商试产模具、精密零组件、齿模、手术器械和文化创意金工等产品。

从松浦这台机器,还可得到一些启示。是加法工序或减法工序比较好呢?显然二合一才是王道。此外,不可忽视的是,在加法与减法之前的3D图形设计、修补、结构特性分析等前置作业,都得仰赖软件工具,少了这环,硬件技术再强也成不了事。而数字化,正是创意释放的重要关键。

逛完这一趟,不知各大集团派来的智囊们有何收获?打算花个三亿买十台回家,组一个直接制造工厂?这笔生意经看来相当有前景,对鸿海等业者的制造实力升级也大有帮助,很难想象郭董看不到这趋势。

就如同纺织机的出现,一台生产机器的创造也可能引爆一场产业革命。然而,机器再强,不懂得好好用它,也是枉然。南分院这次的「试量产」工场定位很好,大家该多来这里试试,好好试出真正杀手级的应用!

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