讓設計成為現實
從快速概念模型到高品質高保真模型，辦公室友好的 Stratasys®J55 3D列印機，能讓使用者自始至終掌 控整個設計過程，使設計師的產值最大化。從完善產 品到應用在課堂上學到的概念，無論多少設計想法， J55均可為您實現。採用旋轉式列印平臺，具出色的 表面光潔度和列印品質，擁有多材料功能與可用於工 業和機械設計的材料配置。旨在提供一致、穩定的性 能，無需機械校準，擁有「準備列印」模式，可在不 間斷的情況下實現各種創意。

量身打造適合您的工作區
J55是您觸手可及的生產力，具備如外型小巧、無異 味、超靜音、富成本效益、易用性、高品質、簡化設 計週期等優點。適合置於辦公室、教室或工作室環境 的設備「J55辦公解決方案」經精心設計，能無縫融 入專業空間，將干擾最小化、輸出最大化。

與真實對話
J55可生成逾50萬種可分辨的顏色組合，同時列印5 種樹脂，並提供多材料性能，將最富想像力想法變為 現實，使您在設計過程中儘早作出更準確的決策。■

這篇文章 普立得科技：Stratasys J55 3D列印機 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
中佑精密材料成立於2015年1月，專門生產3D列印用金屬粉末，經過五年多的努力，成功掌握金屬粉末的關鍵霧化技術，除3D列印粉末，亦開發多項高階金屬合金粉末，應用領域涵蓋模具、消費性電子產品、光電、汽車工業、生醫與航太等產業。

過去金屬粉末的製造大都採取水霧化的方式，這種方式的製程簡易，成本相對低廉，但缺點是成型粉末形狀不規則，流動性差，純度低，且含氧量高，無法應用於3D列印的製程；而中佑精密材料的金屬粉末則是採用氣霧化的方式成型，相較於水霧化，氣霧化製程雖然難度高，技術不易掌控，但粉末成品具備高真圓度、高堆積密度及高純度優點，非常適合運用在生醫及航太產業等高附加價值的3D列印需求上。

中佑精密材料目前已成功量產多種3D列印用金屬合金粉末，包含鎳基超合金718、鈦鋁釩合金、鈷鉻鉬合金、鐵基不鏽鋼316L、工具鋼420及模具鋼18Ni300等超過30總以上的金屬合金粉末，當中鈷鉻鉬(ASTMF75)與鈦鋁釩合金(ASTMF3001)粉末更獲得TÜVISO10993生醫認證。

金屬粉末的氣霧化製程
金屬粉末的霧化是將置於陶瓷坩堝中的塊狀或棒狀金屬原料在高真空環境，且溫度高達1700°C的高週波電爐中熔融，再將熔融液態金屬液直接倒入流道坩堝中，透過核心霧化系統，以高壓惰性氣體作為霧化介質，將液態金屬液擊碎，急速冷卻形成具高真圓度之球型粉末。中佑精密材料多年來專注於金屬粉末氣霧化研究，期間結合產官學研能量，所累積的經驗逐步開花結果，近年更透過科技部與學研單位的合作，成功建置首創智慧化氣體霧化設備，透過機聯網技術建置及智能參數分析系統開發，可將霧化過程中複雜的參數，進行可視化系統化，在透過分析系統的參數優化，可讓目標粒徑15-53µm粉末產率大於40%，大幅降低粉末生產成本，並有效縮短金屬粉末開發時程。

中佑精密材料的金屬粉末分析實驗室具備完善檢測能力，當球型金屬粉末從10米高的氣體霧化設備底部取出後，會被送分析實驗室，透過感應耦合電漿原子發射光譜儀、氮氧氫分析儀、碳硫分析儀、粒徑分析儀、掃描式電子顯微鏡(SEM)、3D顯微鏡等設備，進行化學成分、粒徑、型態、流動性與不純物分析，並由SEM針對粉末內部孔隙進行分析確認，以確保粉末符合最高品質要求。

粒徑對於不同3D列印設備極為重要，中佑精密材料過去累積近百種以上的產品粒徑規格，可針對客戶的粒徑需求進行調配。粉末會依材料類別，在專屬篩分室中進行粉末處理，且每個篩網上，皆清楚標示識別碼，以對應金屬粉末，避免交叉污染疑慮。廠內旋風分級設備，亦可針對15µm以下的粉末進行分級，建構出完整的粉末分級技術。結合今年導入金屬3D列印設備能量，除了粉末驗證與列印參數最適化外，亦提供客戶3D列印偕同開發的服務，朝一條龍式產業模式發展，從高品質粉末的供應到3D列印的應用，皆能夠提供完整的客戶服務與技術支援。

技術亮點
中佑精密材料是台灣唯一可以提供客製化特殊合金粉末生產的公司，有了經驗與技術能量的累積，公司也開始投入創新3D列印金屬粉末的開發，今年更通過經濟部A+企業創新研發淬鍊計畫補助，攜手台灣傳統鞋業大廠，開發新式高強度鋁合金與高耐蝕不鏽鋼粉末，應用於先進鞋用模具的3D列印，希望從金屬粉末的角度，推展3D列印的技術，期待可大幅提升3D列印產業的應用推展，帶動整體產業發展。

中佑精密材料所有關鍵設備及技術皆國產化與自主化，成本相對其他國家的金屬粉末大廠具有競爭優勢，公司過去累積的經驗，更已成為業界客製化粉末的首選，可針對成分、粒徑、材料設計提供產品開發與技術服務，未來將推動球形金屬粉末創新研發基地，落實在台灣的金屬用粉產業實質應用。

結語
中佑精密材料致力於高品質氣噴球型粉末的開發，除了3D列印，產品更延伸至磁性粉末、靶材、金屬射出成型、熱噴塗等產業用粉。從趨勢看，未來金屬粉末的市場需求，將逐年攀升，金屬粉末的品質會是決 定勝負的關鍵。中佑精密材料從原物料管理、製程控 制，到粉末成品品質，需經過多道嚴格的管控機制， 才能把產品送到客戶手中，提供客戶最穩定優良的粉末，加上內部堅強的研發團隊，可為客戶提供最快速 準確之專業資訊與服務。相信未來將能打造公司成為業界領先卓越的企業。■

這篇文章 有別於以往的金屬粉末製程：「氣霧化製程」 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
2013年成立的Markforged，除了比較常見的塑料列印機外，其設備也有不同的程度進化。從單一塑料，到可列印連續性纖維的複合式材料，接下來將更進一步的為大家介紹有別於以往3D列印成型方式的Markforged金屬機。以往我們認識的金屬3D列印機，不難發現他們在市場上的能見度極低，而造成這種情況的原因大致可分為以下5點：1.機台購置成本極高，動輒2000萬台幣以上。2.機台維護成本遠高於一般3D列印機台。3.材料選擇性較單一，幾乎無法使用副廠材料，原廠材料費又高居不下。4.需專用空間，控制極度良好的溫溼度。5.有粉塵爆炸可能。上述的幾項原因便是導致許多廠商遲遲不敢進行採購或轉而投資其他技術的原因。Markforged考慮到以上幾點因素，採用有別於以往廠商所使用的技術製造出全新且相對低價的金屬3D列印機。

不同以往的3D金屬列印機
以往3D列印多為透過雷射燒結金屬粉末，Markforged則是利用類似金屬射出成型(MIM)的技術來成型。所謂金屬射出成型(MIM)是將金屬粉末或有機黏結材料劑於高溫下混合，使混合物具有類似塑膠之流變行為，將塑化後的混合物經由射出成型機加熱，加壓射入模具中成型，然再利用化學或熱分解的方法，將生胚內部的黏結劑部份釋出於胚體外，隨後在高溫環境下利用高溫燒結的原理將生胚緻密化成為最終的產品。MarkfoegrdMetalX金屬列印機則是取消混煉、造粒與製作射出模具等步驟，直接以類似熱熔沉積製造(FDM)的3D列印技術，列印含有金屬粉末的塑料模型，再經過脫脂、燒結的步驟，完成最終模型（圖1所示）。

然而Markforged也不單單只是販售列印機本身，所有基本的後處理設備也都一應俱全，包含後端的清洗機Wash-1與高溫燒結爐Sinter-1/Sinter-2。使用Markforged原廠後處理設備，以及Markforged的列印機，在列印時皆以網路雲端軟體來進行列印管控，可讓人員透過個人電腦遠端進行資料傳輸、掌握列印進度，同時該雲端軟體上也會自動計算該模型須清洗以及燒結的時間（圖2所示）。當選擇好要清洗的樣品後，只需要把樣品放進Wash-1清洗機（如圖3所示），機器即會自動以脫脂溶劑將模型清洗乾淨，接著移至一旁瀝乾。

其中因Markforged使用的材料分別有金屬材與陶瓷材料，陶瓷材主要功用為隔離金屬材及支撐材，優點在於當經過燒結爐燒結後，可輕易將金屬材及支撐材分離開，不需額外進行線切割便能將支撐移除，故該陶瓷材的應用也為Markforged的專利技術之一。

燒結的部分，軟體能夠即時呈現燒結時程，並顯示目前進度（如圖4所示）。將藉由清洗機清洗過的模型放進燒結爐後，我們只需靜靜等待，電腦化控制的燒結爐便會根據設定的升溫曲線，緩緩地加熱到工作溫度，並完成燒結；其燒結後的成品即是緻密度99.7%的完整金屬製品（圖5所示）。

MarkforgedMetalX金屬列印機在物件列印過程中的每層厚度為0.125mm，而當列印物件在40×40×40mm的小尺寸內，其每層厚度最小可達0.05mm，因列印後的層厚緻密，再經由清洗、燒結等後處理，使得完成的產品強度、硬度、耐溫與一般金屬零件無異（圖6所示）。而當中如果列印出來的表面品質尚達不到您的要求，也可以透過後處理的方式再進行加工，使得各行各業皆有能符合其應用的機會（圖8所示）。

應用案例
以DIXON公司為例，該公司以生產閥為主要產品，而因DIXON公司在產線上走向自動化生產，其中以機械手臂前端的塑膠夾爪耗損率極高，因有時候塑膠的表面不具備所需的硬度而受金屬零件的磨削，經由測試驗證通常在1500次的運作週期內，塑膠鉗口便會產生磨損；因此DIXON公司透過MarkforgedMetalX金屬列印機以17-4不銹鋼材料來列印出夾具（如圖7所示），其金屬夾具的應用帶來的優勢，能大幅提高使用壽命，並減少更換的次數；單從生產量來看，舊有的製程需14天，而MarkforgedMetalX只需1.25天，節省了91%的時間，而以成本來說更有98%的差異；從各層面來看，皆大大地提高生產的效益。

可支援的材料種類
目前MetalX支援的材料種類有不鏽鋼、模具鋼、英高鎳合金、銅等四種，以下針對這四種材料進行介紹:
•不鏽鋼：17-4不鏽鋼是一種具有出色耐腐蝕性的高強度、高硬度金屬。這種多用途鋼被廣泛用於製造業、航空航太、石油和醫療行業。如果進行熱處理，其極限抗拉強度為1250MPa，洛氏硬度為36HRC。
•模具鋼：A-2、D-2、H13使用高硬度模具鋼製造各種冷作和熱作工具。許多製造商和裝配商，機加工車間和鈑金加工商都使用工具鋼。可用來列印沖頭、模具、工業剪和耐磨刀片。
•英高鎳合金：Inconel625是一種鎳鉻基高溫合金，可抵抗高溫和高腐蝕性環境。與傳統的製造方法相比，列印英高鎳合金的加工方式明顯容易得多，使您可以輕鬆地製作適用於惡劣環境的功能性原型和最終使用的零件。
•銅：是一種柔軟、易延展的金屬，以其高導熱性和導電性而聞名。廣泛用於熱交換器和電氣應用中。

除上述四種材料外，目前還有一種材料正在研發中，即是業界最期待應用的鈦合金。Ti-6Al-4V擁有所有金屬中最高的強度重量比，是輕量化應用的理想選擇，且具有出色的耐腐蝕性。廣泛用於航太、汽車產業之應用，例如機身部件和渦輪葉片。

結語
以往過高的金屬3D列印機購置門檻，在Markforged推出MetalX桌上型金屬列印機後，大幅降低了購買門檻。從安全性方面來說，MetalX的成型方式也較傳統純粉末燒結的3D列印方式來得更為安全快速。此外，在材料的使用方面，也提供了更為豐富多樣的選擇。■

這篇文章 採用類MIM技術成型的金屬列印機：Metal X 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
EOS M290雷射積層設備為目前市場上最廣泛的材料 應用機臺，可對應多種合金粉末鎔融，並做出複雜零 件及模具等，採強大的400W雷射，並能列印出極高 的解析度，健全完善的系統更使其能夠與大多數的應 用程式做連結。數可科技於2002年12月開始接觸 RP(Rapid Prototype) 快速成型業務，並於 2011 年率 國內之先，引進德國EOS金屬積層製造設備，提供異 形水路模具及汽車、航太、生醫、工業4.0等應用， 有鑑於市場的需求，且為有效管控成本，並提升小批 量的生產效率，EOS M300 Series 因而問世。

產能與速度的提升
2019 年，EOS 推出 M300 Series 機型，專為工業應 用快速量產所設計，利用多種配置選項與安全性相結 合，並支援數位化積層製造功能。M300提供自動化 的選擇，依客戶需求提高產量，從而滿足客製化的需 求。EOS M300-4 與先前 EOS M290 最大不同在於 雷射頭數量由一個增加到四個，多達4個高精度雷射 頭，每個雷射光均可覆蓋整個曝光區域，燒結面積為 300x300mm，這也意味著能大幅提升生產效能與速 度，單個雷射功率有400W及1000W二種選擇，比 起單顆雷射燒結作業，四顆雷射頭同時燒結將把產率 提升至十倍之多。

多樣性的材料選擇
針對後處理部分，提供三種夾具模塊選擇，並能快速 匯集到生產設備的後處理階段進而輕鬆解決後處理程 序自動化問題。材料使用上，包括耐高溫具強韌性 的鎳基超合金(IN718)、機械性能好並易於熱處理的 馬氏體時效鋼(MS1)、具生物相容抗腐蝕性的鈦金屬 (Ti64)、鋁合金 (AlSi10Mg)、鈷鉻合金 (CoCr MP1)、 不鏽鋼(316L)等，熟知的是，EOS的粉末材料專門針 對DMLS進行設計，並經過嚴格的質量保證，確保成 品質量穩定性。

完整的數據管理
EOS 針對一整套 AM 的製造開發出 tried-and-tested solution，從上游CAD設計輸出至中段AM作業流程 到後續資料輸出便利於生產管控的big date分析， EOSCONNECT 能直接連結業界標準彙整出 OPC UA
及完整歷史過程數據，開放的API降低了數字管控的 工作量，完整數據收集和分析有利於找出生產瓶頸， 大幅提升生產效率。

結語
專業的認證在積層製造應用於生醫及航太等高階領域 扮演著不可或缺的角色。數可於2017年成為台灣第 一間通過SGS ISO13485生醫認證金屬積層製造廠商， 利用Ti64ELI（鈦金屬粉末）於醫療應用中，設計出特 殊微型結構以刺激細胞再生。2018年，取得AS9100 航太認證及ISO9001認證，並於2019年開始承接國 際航天及航太訂單，將IN718（鎳合金粉末）及174PH應用於航太領域，參與渦輪引擎的零件製作。■

這篇文章 3D列印量產的好選擇：EOS M290與M300 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
漢邦科技，專注金屬(SLM)3D列印裝備的研發、生 產、銷售及應用技術，為客戶提供高品質、全方位的 3D列印技術解決方案。一直以來，不斷創新迭代金屬3D列印裝備、軟件與控制系統、工藝技術參數庫， 憑藉豐富的市場服務經驗，結合創新現代的經營管理 理念，贏得了良好的市場份額和客戶口碑。

HBD-280介紹
技術優勢
• 成型尺寸為250 × 250 × 300 mm，可列印多種金屬材料，滿足客戶直接生產需求；
• 穩定精確的鋪粉系統，鋪粉系統採用模塊化鋪粉機構，保證鋪粉系統長期穩定工作；
• 高效精準雷射光路及管理系統，光路中集成的精細化雷射管理系統使雷射功率及光斑大小即時可調， 實現實時變焦功能，確保高效率及高精度打印；
• 配合設備智能傳感與監控，內部實時反饋各器件運 行狀態，每天24小時不間斷的高效穩定工作。

列印材料材料選擇多樣性，提供不銹鋼、鈷鉻合金、模具鋼、鈦合金、高溫合金、鋁合金、哈氏合金及鎢、鉭等難 熔金屬之材料工藝參數包，粉末開源並可配合開發第 三方材料打印工藝參數。

應用領域
適用於模具、醫療器械、教育科研、汽車零部件製造等領域。

HBD-500介紹
技術優勢
• 成型尺寸爲400 × 435 × 435 mm，可列印多種金屬材料，滿足客戶直接生產需求；
• 具有可移動生產單元模塊化功能、獨特的粉末回收 模塊、高度集成的後處理單元等完美實現智能並行 且每天24小時不中斷切換工作，配合雷射、振鏡的高效配置，實現效率最大化，滿足原型製造到小 批量生產的高强度、持續性生產需求。

列印材料：
材料多樣性選擇，提供不銹鋼、鈷鉻合金、模具鋼、 鈦合金、高溫合金、鋁合金、哈氏合金及鎢，鉭等難 熔金屬等材料工藝參數包，粉末開源並可配合開發第 三方材料列印工藝參數。

應用領域：
適用於模具、航空航天、醫療器械、汽車零部件製造 等領域。■

這篇文章 高品質 3D 列印技術解決方案：HBD-280 與 HBD-500 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
一直以來，相對於印表機、軟體及列印材料，列印結 束後的「後處理」一直是積層製造的製造商避而不談 的秘密，導致後處理的重要性被忽略，衍生許多不必 要的花費及資源浪費。

AMT於2017年成立，是總部位於英國的新創公司， 與其他新創不同，AMT於成立初期，就將資金運用於 建立匈牙利的製造工廠，為的是能夠充分掌握生產的 能力，並進而開發專屬積層製造的後處理解決方案。 AMT提供的一系列方案擁有全自動化、安全及環境友普等特性，能解決長久以來存在於積層製造的問題。

自 2017 年後，AMT 陸續在美國德州 Austin 成立北美 的總部，也即將於2020年下半年於台灣成立亞太區 總部，可望藉由這些遍布全球的據點服務來自世界各 地之事業夥伴及客戶。AMT的技術能完美適用於絕大 部分的3D列印技術，從適用於小型量產的FDM到 具大規模生產的粉床燒結技術(Powder bed fusion)。 且AMT也針對超過100種熱塑性塑膠進行全盤工程 驗證，進而證明能有效解決人力浪費的問題、改善零 件外觀，並大幅提升機械特性。

全自動工業級除粉解決方案： PostProDP Pro
PostProDP Pro搭載強化噴槍與碳化硼噴嘴，能於10 分鐘內完成除粉，提供極佳除粉效果及高效能的生產 輸出，具有安全、高重複性、工業生產規模等特性， 是款專為客戶量身定制，且能即插即用的解决方案。
AMT比任何人都重視生產安全性，PostProDP Pro為 目前市面上唯一擁有CE & ATEX認證的機臺。機台 內部提籃的角度可進行調整，使除粉最佳化，同時提 籃也可輕鬆安裝並移除，以增加生產效率。此外， PostProDP Pro 搭載 PLC，可於小批量生產後，針對 常用材料及零件組合進行參數的儲存，最多可儲存20 組參數設定，並於後續大單生產完美重現。

改善表面及提升強度的解決方案： PostPro3D PostPro3D
採用AMT專利的BLAST (Boundary Layer Automated Smoothing Technology)，於化學處理過 程中將零件不平整的外觀與列印過程中產生的孔隙缺 陷進行優化，讓零件表面達到射出成型的水準(Ra小 於1μm)，更能大幅改善零件機械性質，如耐衝擊能 力、提升拉伸斷裂率(EAB)、創造水密性與氣密性等。

PostPro3D如其他AMT解決方案，皆有自動化、安 全及環境友善的特點，更重要的是，PostPro3D是市 場上唯一具UL與CE認證的後處理設備。■
技術諮詢：damsonlai@amtechnologies.com

這篇文章 專屬積層製造的自動化後處理解決方案 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
近日新型冠狀病毒(COVID-19)影響到很多人的工作生活，除旅遊觀光業及娛樂業首當其衝外，教育業也受到很大的影響，很多外聘講師的課程也因此被刪減許多。作者從事課程講師之職位需要長時間講話，戴著口罩講課約一個小時就有明顯不適，感受到嘴巴不斷咬到口罩內層，口水濕氣變多造成呼吸困難。

為協助在防疫期間「仍需要不停講話的工作人員」，讓他們戴口罩也能舒適地講話，作者透過用3D列印發明這個「長時間講話專用3D列印可重複塑型之口罩支撐架」，並將3D圖檔開源共享在國際網路3D列印平臺(Thingiverse.com)，為需常講話的全球工作職人盡一份心力。

3D列印口罩支撐架模型下載網址：https://www.thingiverse.com/thing:4290152

口罩支撐架簡介
口罩支撐架的目的是為增加嘴巴與口罩間的距離，且可以在支撐架上面固定一片吸水性高的化妝棉，有效吸收我們在講話時所帶來的口水濕氣。除了在長時間講話的時候比較不會讓嘴巴與口罩一直摩擦，還可以減少口罩本體附著水氣，延長口罩使用時間，減緩講話時所帶來的不適感。此外，由於口罩支撐架是放在口罩之內層，使用者外表上不會有明顯不同於其他人戴一般藥用口罩外觀上的差異，因此也比較不會讓其他人感到特別顯眼，相較於其防疫面罩或者防毒面具，都更為舒適、美觀與低調，更適合一般大眾之使用。

3D列印最大特色
我們利用3D列印開發口罩支撐架並將其3D模型檔案分享在網路，跟過去射出成型的量產方式相比，其最大之優點在於供貨之即時性和臉型之客製化。當新型冠狀病毒疫情一旦爆發，所有國際間交通運輸瞬間停擺，許多國家鎖國又封城，工廠產線所需的材料也都短缺，射出成型專用的產品根本無法生產，就算可以運作也要需要很長時間才能復工，此時如果家中如果有3D印表機就可以立刻下載3D列印口罩支撐架之模型，為自己與家人生產列印。作者在所有廠商在網路上都尚未販售口罩支撐架時，我們就早已經開始小量生產，並贈送給各校講師或有需求之工作人員。

此外，射出成型有一項完全無法取代3D列印生產方式，就是在造型上面的結構變化及客製化需求，3D印表機可以列印出符合人臉之仿生造型，還可以針對不同臉型大小做客製化設計，如果射出成型機臺要達到這些功能，其生產成本無法估計甚至根本也做不出來。另外，作者團隊所設計的口罩支撐架，所使用的材質是環保天然材質PLA（玉米澱粉），除安全無毒外，將它放在溫度約90度的熱水中就可以重新塑形，使用者可以在離開熱水後約5秒鐘內重新改變口罩支撐架之外型，達到臉型完全客製化需求，放在臉上也不太會有異物感，大人小孩都可以使用。

小量生產方式
在作者剛開始列印口罩支撐架時，也曾遇到良莠不齊的問題，列印出很多失敗產品，或者列印一個口罩支

撐架需要太久的時間。於是我們透過電腦輔助修改模型，在短短的幾天內就找到最佳的設計結構和列印方向，有效減少列印所需時間和提高結構穩定度。目前我們列印一個口罩支撐架只要40分鐘，如果在一個長寬各為14公分的小臺3D印表機列印，至少一次可以列印出5個口罩支撐架，作者的公司有4臺同款的小臺3D印表機，我們一個早上就可以做出20個口罩支撐架，下午之前就可以順利出貨，隔天20位使用者就可以馬上拿到，達到小量生產及時使用之需求。不過剛列印出來的3D列印產品，還是會有一些支撐材和表面粗糙的問題，需要透過打磨或者熱風等功能讓表面更加細緻，使用者在拿到產品之後也比較能夠接受。■

這篇文章 長時間講話專用3D列印口罩支撐架 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
老齡化世代來臨，人工關節置換術已成為最為人所熟知的手術之一，臨床成功率逾95%，衛署許可的植入性醫材產品也各家爭鳴。然而如此高的成功率下，人工關節置換仍伴隨一些罕見的併發症，其中最令醫師與病人困擾的莫過於人工關節感染。每年約有1～2%的患者會發生這樣的併發症，而慢性人工關節感染（當症狀超過一個月）常用的治療方法是進行兩階段手術：第一階段手術時，取出人工關節假體，並澈底進行清創；待感染控制後，再進行第二階段手術，植入新的假體。第一階段清創後，取出假體的空位應當使用適當的暫時性植入物佔位，通常以具有殺菌能力的抗生素骨水泥作佔位之用，等感染完全清除與控制後，再進行人工關節再置換手術，否則關節周圍軟組織會攣縮，造成第二階段手術的困難，同時還會影響關節的功能。

現況問題
目前的暫時性關節佔位器多採骨水泥製作，這種佔位器可為局部提供高濃度的抗生素，製作這種佔位器可應用矽膠模具直接壓模產生，將骨水泥放入下模的模腔中，再通過上模壓頂該模腔中的骨水泥，固化後形成佔位器。

為防止感染及減少手術時間，佔位器的製作需在手術室中現場製作，以保持無菌環境。因此佔位器的製作要求便捷快速，以免耽誤手術時間，增大病人感染可能性。但目前的佔位器模具在取下上模後，佔位器容易黏連在下模的模腔中，難以從模腔中取出佔位器，更容易造成佔位器表面及結構的損傷。若為節約時間，強行取出佔位器，可能導致佔位器表面產生划痕或破損，影響其在人體中的使用，甚至影響關節活動功能。不僅如此，佔位器的製作不良更可能導致骨泥傾斜、破裂、關節移位、錯位、甚至脫臼等狀況產生，在統計上，以不當與不良模具製作的暫時性骨水泥佔位器，造成了57%的機械性併發症，對患者造成二次甚至三次傷害。

技術亮點
為解決目前的臨床困境，中國醫藥大學附設醫院骨科部人工關節科林宗立醫師，過去幾年專門治療人工關節感染問題，醫師結合該院3D列印醫療研發中心的設計人員，開發出下一代的活動型人工關節佔位器矽膠模具，藉由電腦輔助技術及3D列印改善傳統活動型骨水泥的缺點，達到感染控制、功能改善、角度增加、併發症減少等優點，尤其此矽膠模具所製作出的暫時性骨水泥佔位器，可以達到關節平滑、幾何對應、骨間隙平衡、具有凸柱及凸輪增加穩定度，更增加嵌合錨坑以防止脫滑等功能，這些都是傳統佔位器模具所不具備的優勢。

臨床成效及結語
將此技術透過臨床試驗應用在患者身上，蒐集32個患者的相關資訊，並追蹤預後效果兩年，臨床醫師針對患者的感染根除率、關節活動評分(HSS)、運動範圍評估(ROM)及機械併發症進行追蹤。這個臨床研究的結果發現，32例患者中有28的案例(87.5％)，其關節感染完全被根除，其中18例(56.3％)成功接受了金屬關節再植入，這些臨床案例透過統計分析，其平均膝關節評分(HSS)和運動範圍評估(ROM)療效均顯著增加（兩者均p<0.0001）。

當中發現，患者在首次就診時，HSS膝關節平均評分為31.2（標準差20～48），經採用下一代的活動型人工關節佔位器1個月後，平均HSS膝關節評分達到65.4（標準差60～78.8），後續再經過金屬關節再植3個月後，平均HSS膝關節評分為84.2（標準差78～90）(p<0.0001)，可見一個優異的醫療器材，可以有效提升患者預後的效果，並幫助患者快速回到平時生活的狀態，利用電腦輔助設計3D列印矽膠模具，可有效製作出重量輕、易脫模、高張力、抗撕裂、易清理且可重複消毒使用的高值醫材，這也是電腦輔助設計及3D列印應用在醫療領域上的優秀案例。■

這篇文章 以「3D列印模具」製作活動型關節佔位器，解決感染問題 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
積層製造的零件，緻密度與孔隙量成反比。零件孔洞越多，緻密度越低，在受力環境下越容易出現裂紋。在車燈模具產業中，最注重的便是模具緻密度，且加工後必須達到表面粗糙度極佳的要求。如緻密度不夠，模具易有砂孔等缺陷產生，進而降低車燈品質。由數可科技所生產的車燈模具，緻密度穩定表現在99.99%以上，成品經特殊加工後為亮鏡面。同時經由內部水路設計改善模具的散熱效率，縮短產品冷卻時間，並使其冷卻更均勻。採用異型水路的模具最終強度、硬度還有拋光後的表面光潔度都能滿足客戶的需求，以下為實際案例介紹。

坦德科技車頭燈模具應用
數可科技以高品質及專機專用的服務在業界廣受好評，透過德國EOSM280及M290粉末燒結設備(LaserSintering)可生產出複雜形狀的工件，具極高的精度（誤差<50µm）及高材料利用率等優點，同時還具備優於一般材料規範的機械性能。其成型原理為利用細微聚焦的雷射束選擇性燒結，粉末冷卻後成型金屬零件，成型零件精度高，表面稍經打磨、噴砂等簡單後處理，即可達到一般使用要求；若有更高階的使用需求，則會再多一道精修後處理來貼近使用需求。舉坦德科技為例，坦德科技為元創精密車業之子公司，主要業務為提供歐美車廠所需之車用精密光學射出件，本案例為高階車款的車燈模具，除要求模具須有相當高的緻密度外，經表面精修加工後亦不能出現任何的孔洞缺陷，同時表面粗糙度須小於Ra=0.03µm的嚴格要求。這是許多同業無法達到的要求，更彰顯本案的價值性。為因應上述坦德科技所提的需求，數可科技提供專業車頭燈模具應用服務如下。

透過異型水路解決模具緻密度問題
數可科技透過製程的分析與改善，再搭配德國EOS(ElectroOpticalSystemsGmbH)的EOSM280機台，成功替客戶解決模具因緻密度不足所產生的砂孔問題。其中德國EOS為全球機台市占第一大品牌，在全球金屬3D印表機市占率為30%以上。EOS設備的列印精度與質量均居行業領先位置，機台具尺寸精準、品質好、緻密度高等優點。EOS擁有種類繁多且經過驗證的材料，可滿足客戶多元需求。藉由完善的品質管理，再透過廣泛的監控系統，可確保所有生產的品質及其相關數據。

在內部水路方面，數可科技採用異型水路設計，經由模擬分析後的水路設計，對於模具降溫、生產效率提升有顯著的幫助。本案例的異型水路是依照模具表層形狀所設計，形狀遠較一般傳統水路複雜，且更加貼近模具接觸熱源的表面；而在製程方面，更是藉由採取了必須透過高精度的積層製造技術才能完成之特殊設計，來達到以設計帶動製造的效果。因透過更加貼近模具表面的異型水路，使得完成後的模具能具有更好的溫度均勻性，除可以減少收縮、降低冷卻時間外，還能達到提升產品品質的效果。同時也因其製作方式快速，不但可以加速生產效能，以利製造商降低工時，更能縮短品的生產週期，驗證異型水路在射出成型中的效益，帶動整體產業的發展。

結語
積層製造技術在各產業的應用中擁有相當巨大之潛力，應用範圍也相當的廣泛，從一般工業中的製造業之模具、散熱機構，到較為尖端的生醫工程、航天航太工程等。隨著技術的發展逐漸成熟，更是促成了許多不同產業進行跨領域合作的機會，包含互聯網、物聯網、機器人等跨領域的延伸及產業應用。除一般的產品生產製造外，運用積層製造的方式，也形成了不同的商業模式，除可以快速發想，實踐新的商業理念，生產出新的產品，並且導入市場做測試外；還可以讓商品具有一定的產出效率，使新的創意理念能夠更貼近市場需求。相信未來能夠為更多不同領域、不同廠商帶來日益增長的效益。■

■數可科技 / 林怡嫺 資深經理

這篇文章 積層製造在車燈模具的應用 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
隨著產業急速轉型的需求強度日益增加，疫情更加深了產業佈局的思考深度。一般機械生產線的零件生產通常採用傳統CNC/射出成型。但是，隨著行業商業模式的轉變，如何提高製程效率、增強設備功能、優化零件生產方式，是設備製造商當前必需面對的課題。透過積層製造技術，搭配優異的材料高性能，新的成型技術已經可以降低總體成本，為產業提供獨特/定制的小批量生產解決方案，提高生產效率，並最大程度地延長設備的正常運行時間。

3D技術為製造業帶來新契機
HPMultiJetFusion惠普多射流熔融是種不需支撐結構的3D粉床列印技術，在3D應用領域相對是新穎技術。使用者可在不增加成本的情況下設計複雜的幾何形狀。同時其成型速度、節省成本、零件強度和營運效能都帶來亮眼表現。多射流熔融技術可以生產精確的功能原型和最終零件，包括彩色零件。

借助內部定制的原始零件和備件生產，HPMJF可幫助快速適應生產線的變化，提高生產線的靈活性，滿足優化結構設計需求。最大程度地減少機械和生產線間的停機時間以及相關成本，幫助降低設備維護成本。與現有生產方法相比，可將交貨週期從數週或數天縮短至數小時。

MJF多射流列印流程可以控制到每個體素級別的熔劑噴射在粉末上的確切流量。列印過程包括了兩種不同類型的熔劑「助熔劑」和「精細劑」。助熔劑用來噴射在需要固化的區域，幫助粉末熔融在一起，其餘粉末保持不變；精細劑噴射在零件的邊緣區域，以便區分熔融和非熔融區域，同時保證精細的細節和光滑的表面。接下來，紅外能量源掃過構建平台，成型溫度大約183度讓熔劑和尼龍粉末材料間產生反應，使材料選擇性熔融成型，層層累積，最終完成產品的成型。成品密度大約為1.01g/cm3(PA12)，可製做彎管或氣密水密等產品。在每一層成型過程中，透過900個熱監控攝像頭（大約每0.5吋間隔）來監制零件內部溫度，以確保良好的零件機械性能、強度及尺寸精度。並可預測每個體素Voxel（0.0016英寸）的累積熱量或損失，藉以及時調整熔劑用量。

應用案例：Sigmadesign標籤機真空零件
Sigmadesign是一家專為客戶定制機械設計生產商。當客戶要求設計生產高價值小批量的機械時，往往要耗費大量時間人力。其中一個水果標籤機客戶要求每小時貼數千張標籤之同時，需確保精度又不能損壞水果。該標籤機其中一個小關鍵零組件僅需500個，但需搭配機械手臂且真空壓力需控制於-2to-3psi/-0,138to-0,207bar間，客戶要求該零件品質必須足夠精確，以允許將螺紋嵌件熱刺入每個上部孔洞中。重要的是，要在特定公差範圍內製造這些孔洞，以在熱固處理後保持螺紋配件和零件之間的最大強度。最終Sigmadesign採用HPMJF來加強其機械應用。滿足客戶要求的機械性能之時，同時也因無需定期清潔傳統金屬零件裡的殘膠，而大幅降低售後維修成本。單一零件成本從原來的90美元，大幅下降到0.26美元，成本節省將近100倍。

彩色小批量生產：提昇產品生命週期效率惠普基於原有的功能性零件製造技術優勢，於2019年進一步推出彩色機種MJF580。提供與工業型機種相同之零件強度（層厚0.8公厘）。列印五個30公分立方之零件大約只需5小時。採四種助劑（助熔劑FA、精細劑DA、亮色助熔劑BFA、彩色染劑）。助熔劑從紅外光線中吸收最大能量維持成品強度，因此內核仍是黑色。而亮色助熔劑透過顏色感知原理（物體的表面屬性、入射光、觀察者三者結合產生的感知）讓成品外觀基底視覺呈現白色。CMYK四色助劑讓成品透過HPSmartStream3DBuildManager將RGB值或Pantone/RAL值轉換成現成所需的色彩表現。

結語
透過HPMJF580的建構尺寸(332x190x248)，可快速獲得功能性原型，即時提供工廠組裝生產線上必要的夾治具定制及優化零件，或於零件上直接列印彩色QRCode，讓組裝流程視覺化且更簡明順暢，同時透過自動化管理流程導入零件/庫存管理數位化，完整滿足產品生命週期需求，提昇產業競爭力。■

這篇文章 加速機械製造業產品生產效率 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。