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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。

等待突破性的消費模式

3D印表機的價格必須降低才能誘發消費者普遍使用。目前,美金1000元以下的印表機多為DIY類型的套組(KIT),其需要組裝並且通常無法準確地輸出CAD設計。市面上的確有相當便宜的印表機,例如Printrbot Simple的售價僅299美金,但只具備基本功能且無法印出高品質的產品;RepRap開放源印表機的價格亦多遠低於美金1000元,但需分開組裝;Cubify Cube要價約美金1300元,因為可以連結WIFI,可能是桌上型印表機的最佳選擇,但其塑膠線材無法印出足夠堅固的物件。一般而言,比上述者大或好的印表機通常要數千或數萬美金。在市場上尚未推出信賴度更佳、更方便且價格更親和的3D印表機之前,3D列印難有革命性的進展。

SLS印表機的價格高不可攀

選擇性雷射燒結(SLS)印表機的主要專利在20141月到期,其動則高至250,000美金的售價應會降低,就如同融合沉置模塑(Fused Deposition Modeling, FDM)印表機的專利到期時,因價格大幅降低而誘發爆發性成長,最好的例子就是Makerbot,其在FDM專利到期後,立即推出數款FDM印表機搶佔市場。SLS印表機可以使用玻璃、金屬、塑料及陶瓷等多種材料,但是較高能量的雷射會增加製造成本,也許其永遠無法和FDM印表機一樣便宜,因此要蔚為風潮就需要更長的時間。

專利及法律的陰霾

3D印表機的許多專利在2014年到期,後續可能引起更激烈的競爭、更多的創新及價格的進一步降低,惟目前仍存在許多重疊的專利,使得3D列印的前景晦暗不明。過去10年,美國專利暨商標局(USPTO)接到超過6,800件的3D列印專利,自2007年起,每年提出的申請案接近700件。另一項智慧財產權議題攸關印表機印些什麼,目前,在Shapeways註冊及下載CAD檔案極為方便,但是,在不久的將來,品牌間對於仿冒及侵犯著作權的法律訴訟及競爭將會加劇。

使用效益的落差

設計塑膠公仔、iPhone手機殼及星際大戰相關產品,並以價格不貴的Cube印表機列印是一件饒富趣味的事,但其不會實際衝擊我們每天的生活,也無法說服消費者該機器是物超所值的投資。目前還沒有令人驚豔的應用出線,因為可以用3D印表機印出的物件,除了真正客製化的產品以外,幾乎都可以在商店買的到。令人驚豔的消費應用是指物件僅能在家中以3D印表機印得,預計將在2016年才能打破僵局。

塑膠線材不夠堅固

在可預見的未來,最便宜且最普遍的3D印表機將是FDMFDM是使用PLAABS塑料的桌上型印表機,但是這些塑料不夠堅固,因此以該塑料列印出的具有可拆解零件的家用品並不多,印表機必須能夠使用碳複合材料或金屬,才能吸引一般消費者及製造商。

3D列印槍枝

在大部分美國人還搞不清楚3D列印是怎麼回事的時候,一位名為Cody Wilson的人士設計及3D列印了一款塑膠槍並成功的擊發,其在隔日就將STL檔案放在網站上供人免費下載,在國務院命令其刪除檔案前,已有超過10萬人次下載,或許因為塑膠槍尚不夠真實,有些廠商正嘗試以SLS技術列印全金屬槍。因此,美國國會在201311月投票通過,對可通過金屬檢測器之塑膠槍炮延長其禁令期限,惟未對塑膠槍枝附加任何新的限制。Wilson3D列印槍枝顯示法律存有漏洞,3D列印技術的潛在危險也在美國引起很大的騷動。3D列印技術列印武器所引發的懷疑論肯定會持續一段時間。

3D印表機對使用者的親和力不足

安裝3D印表機必須像安裝傳統的HP印表機一般簡單,3D印表機要成為家用電子產品,其線路必須比電視少,按鈕必須比電腦少,但目前並不是這樣。3D印表機使用高電壓電源供應及專業化設備及零件,一些很便宜的3D印表機甚至無法連結WIFI,且解析度低。對3D印表機潛力的過度渲染及對其可以印出可愛塑膠玩具的喜愛,使得3D印表機較其實際情況顯得容易及有用,目前被創造出的最佳產品幾乎都是使用巨大、高階且昂貴的3D印表機,那些放置在桌上低於美金1000元的3D印表機尚不具生產力。

複雜的設計軟體

ThingiverseShapeways網站上可下載的檔案雖然很容易取得,但都是一般的檔案,所以可能無法適用每一種3D印表機。如果要設計自己的檔案,必須擁有CAD設計的工作知識。安裝3D印表機並使其正常列印需要很大的耐心及很多的時間,這也是目前3D印表機的主要使用者多為熱衷該技術之人士的另一原因。

3D印表機的速度仍然太慢

3D印表機很適合量產客製化產品,但列印大量物件,速度仍然太慢。要改變產業現況,物件必須在幾分鐘內印完,而非花費數小時,目前列印時間通常要數小時至數天,視物件的尺寸及印表機的品質而定。

安全性議題

使用塑膠線材的FDM印表機雖然稱的上安全,但也不是完全安全無虞,因其列印溫度很高。使用粉末的3D印表機容易造成髒亂並有爆炸的潛在危險,另外其在相當高的溫度下操作並會產生廢棄物,這不是使用者樂見的事。室內空氣品質及3D印表機(特別是SLS印表機)的散逸物也是引起關切的原因。

(取材自techrepublic.com

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