找商機

3D印表機是一把雙面刃，其對科技及社會極有助益，但我們也不能忽視潛在的負面後果。

就像任何新科技一般，我們可以舉出3D列印的一堆好處，例如，開啟所有產業的新紀元，降低運輸成本、環境衝擊及浪費等。但是，3D列印仍有潛在的危害，並且其對社會、政治、經濟及環境的衝擊尚未經過廣泛地研究，以下針對3D印表機的危險及潛在的負面衝擊，列舉10件您必須知道的事。

另一個重要的考量是想要什麼金屬及粉末的價格，例如，Optomec’s LENS 3D印表機常用的材料包括工程合金，如不銹鋼、工具鋼、鈦合金及鈷合金，另外，該印表機也可以處理多種更為異類的材料，如某些陶瓷及耐火金屬，因為許多供應商都有賣這些粉末，所以價格得以降低。

粉末床系統所用的粉末通常僅能由系統供應商提供，其價格通常較吹粉AM系統等量材料貴2-8倍，另外，系統供應商通常會要求大約10kg的最小購買量，使得以粉末床系統建造相同零件的成本明顯要高的多。

AM亦用於延長產品壽命及修復受損的現役組件，例如，位於美國阿拉巴馬州的Anniston陸軍補給站使用AM技術修理Abrams M1坦克的引擎組件，M1坦克引擎（例如，Honeywell AGT1500）在沙漠環境中工作，因此會經歷極端的磨損，而需要較短的維修週期。因為高溫焊接過程所引起的變形效應，使得AGT1500引擎組件難以傳統方法修理，如果使用AM法修理，高度集中的雷射光可將能量及粉末化金屬準確送至待修區域，因此可以降低熱影響區域（Heat Affected Zone，HAZ），而能修理這些引擎組件。

渦輪機引擎組件的修理通常是針對遭受磨耗損害的翼形區域（例如，尖端）或未施加有效疲勞負載的區域（例如壓縮機葉片的某些前緣區域）實施。因為組件設計的趨勢移往整合葉片轉子（Integrally-Bladed-Rotors，IBRs）或槳盤（Blisks或Blade/disk），以降低重量及改善引擎效能，這些組件的修理變成重大議題。在傳統的槳盤中，如果轉檯（Stage）的一個葉片損壞或磨損，其可以合理的價格更換。

加式製造(AM)，或稱3D列印，以21世紀第一次製造革命的姿態出場，其與由毛胚去除多餘材料的減式製造法不同，金屬AM以一層一層的方式建立功能性最終產品或產品特性。此堆積法較減式製造法提供許多優點，包括增加設計彈性、改善最終產品的效能、減少上市時間、降低製造成本及延長產品壽命等。這些優勢驅動AM技術廣泛應用於產品的生命週期，由新產品開發，至少量製造，至產品修理。

使用粉末金屬AM，新產品可以利用減式製造法難以或無法達致的材料性質及幾何形狀製得。嶄新的材料可以藉由摻合兩種或多種粉末以形成新的合金及複合物而製得，以面對特定的設計挑戰。粉末的組合甚至可以在建造的過程中逐漸改變，以建立功能分級的材料，來避免腐蝕、疲勞、斷裂及應力破裂。

在幾乎所有的產業中，3D金屬列印仍處於試驗階段，主要用於原型及試驗產品。但是，西門子(Siemens)及通用(GE)已跨出一大步，3D金屬列印很快就會變成快速生產少量工業零件的標準方法。

西門子在2013年12月宣佈其將開始使用3D列印來生產氣體渦輪機燃燒器的替換零件，以取代傳統方法，對某些類型的渦輪機而言，其修理時間可以降低90%。

加成製造法在傢俱的製造上有很大的進展，並將使智慧窗戶更加智慧。

看看下圖中的腳凳，有沒有什麼特別的地方？沒錯，凳腳接合處有不尋常的紋理，那不是真正的自然紋理，而是由一層層木材形成的接合口，這個腳凳是由4 AXYZ公司3D列印出來的產品，該公司希望利用其技術由高品質木材生產客製化、消費者負擔的起的傢俱。

中國已是全球最大的製造國，並準備在2016年成為引領全球3D列印的經濟體。

3D列印最常被談及的可能性之一，就是其最終是否能使美國及歐洲的公司將相關製造由中國拉回本土。

雖然3D印表機的發展快速，但目前仍未被普遍使用，主要歸因於價格高、安全性議題、專利問題及設計複雜等。

咸信3D列印將完全改變產品的製造、更換及運送方式，並將影響幾乎所有的主要產業，但是目前的使用者還是侷限於專業玩家、代印業者及興趣嗜好人士，未普及至一般民眾。Tech Republic整理了3D列印未能流行及阻礙此科技普及化的10個原因。

研究機構MarketsandMarkets近日發布報告指出，使用於3d印表機的材料，其市場規模在2018年將達4億美金。

依據該報告，列印材料分為塑料、金屬、陶瓷及其他等3類，並以塑料的需求最大。

研究機構MarketsandMarkets近日發布報告指出，使用於3d印表機的材料，其市場規模在2018年將達4億美金。

依據該報告，列印材料分為塑料、金屬、陶瓷及其他等3類，並以塑料的需求最大。

三維列印法的列印速度快、材料便宜且可列印全彩物件，但解析度有限、物件表面特性不足且易碎等是其缺點。

三維列印法是麻省理工學院（MIT）開發出的技術，原理與雷射燒結法（Laser sintering）類似，但以多通道噴墨頭（A）取代雷射，其示意圖如下：

3D印表機與快速原型化機（Rapid Prototyping Machine）的差別主要在於，其適合於辦公室或家庭使用、僅能製造較小的物件、通常易於使用、維護及操作成本較低、準確度較差、材料的選擇有限等。

簡單的說，3D印表機是一種低價、性能較不足的快速原型化機或加成式製造機，價格一般在美金500-20000元，而快速原型化機通常為美金60000元起跳。隨著機器價格的下降，組裝好的基本款熱塑壓出機大約美金500元就買的到，如果消費者願意買套組（kit）自行組裝，價格甚至可以down到美金300元左右。

3D列印技術中的熱塑壓出法，所佔空間小、安靜、具有一定的信賴度、可使用的材料多樣、價格便宜等是其優點，但速度慢、層與層之間的黏著較差、業餘機種的學習曲線長等是其缺點。

熱塑壓出法又稱為融合沉置模塑法（Fused Deposition Modeling），是目前最為廣泛使用的加成製造技術（Additive Fabrication Technology），成捲的塑膠線材A（Plastic filament supply coil）拉伸送至壓出噴嘴B（Extrusion nozzle），該噴嘴是架於機械載物台C（Mechanical stage）上，而可水平及垂直移動，但有的機種設計成機械載物台不動，以平台D（Table）移動。噴嘴加熱將塑料熔化（噴嘴並具有控制熔融塑料流動的機制），並依列印物件的幾何形狀噴射出熔融塑料的微小液滴，液滴在噴出後快速冷卻及硬化，並與下層材料結合，進而印出3D物件。

3D列印技術中的噴墨法，可以製得精細且準確的物件，但速度慢、機器設備昂貴及需要二次加工等是其缺點。

噴墨法主要分為熱量相變化噴墨法（Thermal phase change inkjet）及光致聚合物相變化噴墨法（Photopolymer phase change inkjet）等2種，分述如下。

3D列印技術中的雷射燒結法，可以多種工程塑料及金屬製得零件，是製造航空及醫療零件的首選，但機器構造複雜且體積龐大、設備及材料昂貴等是其缺點。

3D列印技術中的雷射燒結法與光固化成形法（Stereolithography）在構造上類似，主要差別在於雷射燒結法的雷射是對光致聚合物（photopolymer）製成的緻密粉末實施曝光，而光固化成形法是對液態光致聚合物曝光。

3D列印技術中的光固化成形法具有列印準確度高、表面特性佳、可供列印的材料廣泛、可列印出大型物件等優點，但工作環境不易維護、需要後硬化處理及材料的長期安定性尚有疑慮等是其缺點。

3D列印資深分析師Brock Hinzmann在富比士雜誌發文表示，2014年3D列印市場的重要發展趨勢包括機器人的3D列印將更為深化、金屬零件的3D列印將躍升主流、大咖的加入將改變產業現況、大者恆大勢不可擋等。

3D技術已廣泛地用於許多消費產品的列印，包括家用機器人的列印，日後此領域的列印將更為深化，例如用於無人機及工業機器人的列印。另外，電子產品的列印商機亦將浮現，例如用於電路板的設計及製造。

著名的3D列印分析家Terry Wohlers在富比士雜誌發文表示，2013年3D列印市場的重要發展包括列印服務業的蓬勃發展、工業零件的列印仍為主流、中國大陸廠商的積極投入、3D印表機廠商的股價有泡沫化的疑慮等。 

有興趣參與3D列印的SOHO族及業餘玩家，對3D印表機的能耐及列印品質等信心尚有不足，並且面對不斷推陳出新的各式印表機也看的眼花撩亂，在正式撩下去之前，多傾向先請列印服務業（或稱3D列印輸出中心）代印，因此家用3D印表機的發展未如原先的預期，反倒是代印業及提供代印服務的零售業生意興隆。

PLA（聚乳酸）及ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）是SOHO及家用3D印表機常用的線材，相當於印表機的墨水，如何選擇適當的線材是一件很重要的事。

早期ABS是最常使用的線材，但是現在PLA線材變得愈來愈普遍，兩者的價格差異不大，每磅線材約20美金，如果您的3D印表機同時支援此2種線材，您可嘗試以不同的線材列印同樣的物件，找出最佳搭配方案。