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从技术发展到技术应用,3D列印将成为製造业的下个起飞关键

2020-06-17

行政院长苏贞昌于 2019 年 3 月,曾在听取科技部「积层製造(3D列印)科技推动现况与未来展望」报告后指出,3D 列印是推动「工业 4.0」及「数位製造」的关键技术之一,更是智慧机械创新的重要应用技术,符合当前政府推动产业高值化、在地就业的产业创新政策目标。

而由经济部工业局委託资策会服创所执行的「3D列印产业发展推动计画」中,则更能具体凸显政府深耕该领域对产官学界的影响与意义。该计画 5 年来透过持续办理的示範推广课程与体验活动,推动国内 3D 列印技术发展及产学应用创作的知识与技能。此外也建立台湾最具代表性的「FAST Lab 3D 列印资源整合平台」,提供民众 3D 列印创作的分享与交流,并结合 Maker 社群及业学界能量,汇集相关工具和服务资源。同时,该计画还积极透过举办各项 3D 列印主题创作竞赛,来鼓励群众创意发想与创意实践,让台湾 3D 列印好手能透过不同的练习与交流,加强技术应用,累积知识宝库,也挹注国内产业发展动能,促进创新与转型。

科技部依据市调机构「国际数据资讯」(International Data Corporation, IDC)报告指出,3D 列印为创新应用技术,预估到 2022 年,全球产值达 227 亿美元,应用範围从製造业到医疗保健业、教育、专业服务及个人消费等,都有机会加入相关技术推动发展。

从技术发展到技术应用,3D列印将成为製造业的下个起飞关键 Photo Credit : Youbionic官网
Youbionic本身已有多年使用 3D 列印开发各式仿生手臂的经历,上图就可见到清楚的列印痕迹。

以机器人领域举例,义大利新创企业 Youbionic 于 2014 年开始研究仿生假手,近年又与知名机器人公司波士顿企业联手,将机器狗 Spotmini 与一对用3D列印製造的仿生手臂结合在一起,让Spotmini从机械狗变成「人马」,这只 Spotmini 可以乘载 14 公斤的负重、爬楼梯以及抓取物品,由于体型娇小却又拥有人类的手臂与手指功能,让 Spotmini 可以到各种我们无法到达的地方,进行物品搬运、放置或是挪移等等精细工作。机械手臂与 3D 列印的工作站也包括了 Stratasys、3D Systems、Voodoo、Sawyer 等都有案例可循,其发展能够协助厂商进行客製化与自动化的生产。

行走型机械人因为发展门槛高,因此商业案例并不多,较多为研究单位发展原型使用。例如德国 Festo 的 3D 列印机械蚂蚁、Hershy,甚至是许多 3D列印的玩具机械人、机械手臂,都可在各 3D 图库平台直接下载后列印零件组装。这些国外成功案例,足以让国内企业进一步思考「3D列印」与机器人、物联网或是其他产业接轨的可能性。

从技术转应用,强调水平与垂直的产业整合

进一步分析,从资策会 2019 年针对 3D 列印全球趋势所发表的研究报告中可以发现,由于 3D 列印在发展上以国防、航太、医疗、重工业等未来需求最具前瞻性。根据拓墣产业研究院产业分析师林建翰观察,相对于汽车、太空等产业,在全球医疗领域中,台湾无论是在实务发展与操作上都有优势,因此运用 3D 列印技术发展医疗应用、医疗植体领域,就相对具有代表性与可看性。

谈到台湾 3D 列印产业这 5 年来的发展趋势,「过去我们多专注于 3D 列印的技术与居家型生产,但近年来则转以技术应用与工业用设备为发展重心,由居家到工业、由技术发展到技术应用。」以居家到工业的趋势来看,主要是显示过去设备商多以小型、居家生产的设备为重心,这样的产品相对价格低廉、容易让新创产业入手生产自己的产品,然而这两三年销售不如预期,设备商则将重心转往工业用产品,推动大厂进一步接轨 3D 列印技术,用更有效率的方式生产产品。

其次「由技术发展到技术应用」为重要变化,过去全球更重视如何磨练 3D 列印的技术发展,更快、更细緻、能列印更多不同的原料与素材,但现在风向则转向技术应用,「国内 3D 列印未来结合物联网、机器人等产业应用发展的重点方向」才是关键。

接轨目标产业,让 3D 列印技术提升品质与效率从技术发展到技术应用,3D列印将成为製造业的下个起飞关键 photo credit : 关键评论网

相较于台湾,欧美各国在运用 3D 列印技术时,比较容易由这些巨型企业拉着整体产业向前跑,「巨型企业看到 3D 列印的技术可用,他就有可能扶植新创企业一起製造研发新产品,」这种生产方式,就像是母鸡带小鸡一样,是台湾相对来说较为弱势的一环。

即便现况如此,还是不用太过灰心。过去政府初期以加强培训人才作为基础战略,该路线是正确的,「技术人员够不够支撑产业需求很关键,」也因此,台湾初步有为 3D 列印发展打下基础,「台湾仍然有蛮多机会的,关键在于政府能不能有意识的将新科技导入、协助台湾产业聚落升级,就有可能将新技术的优势极大化。」

而台湾在这波「国家级竞争」,自然也不能缺席,在 3D 列印产业发展推动计画期间,资策会也已看见 3D 列印技术发展,与台湾各产业跨域接轨的可能,包括像是物联网、机器人、无人载具等等领域的技术应用,都有机会促进台湾整体产业升级及转型机会,我们可以如何结合 3D 列印技术经验取得优势,协助产业在下一波转型浪潮中,站到浪尖上,则成为下一个重要议题。

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