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。

摘要
最近因為新型冠狀病毒的肆虐，醫療口罩與N95防護口罩已變成了各國的戰略物資，且一片難求；為因應口罩的爆量需求，許多相關供應鏈廠家都相繼投入口罩與防護產品的相關生產，其中包括聚丙烯(PP)加工原料、押出模具與押出相關加工設備、模具精密加工等產業需求大幅增加且供不應求。醫療防護口罩的核心材質是PP熔噴不織布（非編織布），而其生產方式是藉由押出機將高流動性PP塑膠塑化後，再經過衣架型押出平板模頭展流至所需的不織布產品寬度，最後PP熔膠通過押出模頭出口處模唇上數目極多的毛細管熔噴孔洞噴出，經冷卻後形成最終的熔噴不織布。在連續押出生產PP熔噴不織布製程中，押出模具是生產產量、良率與產品品質與功能性的最大影響因素。所以押出衣架模頭的設計攸關最終熔噴PP不織布的產品品質，本研究利用Moldex3D模流分析軟體，來協助進行衣架型押出模具設計，藉由CAE分析結果來評定押出模具流道系統的尺寸設計優劣，並由PP熔膠在衣架型押出模具出口所表現的性質均勻性與一致性，來調整模具設計參數與押出成型加工參數，並協助縮短產品與模具的開發時程，並提升生產產品的品質。

前言
防護口罩的核心材質是具有過濾細菌病毒效果的熔噴PP不織布；具有微細孔洞的PP不織布，是以非織造法的熔噴不織布連續式押出生產技術製造，生產出比頭髮更細的極細PP纖維不織布。熔噴不織布的加工生產方法，利用高速高溫的熱空氣對押出模頭出口噴絲孔流出的PP極細纖維進行噴氣擾動牽引，PP極細纖維在高速空氣噴吹下，受到極度拉伸而產生極微細纖維，之後在模具外部後段製程上的多孔性滾輪表面或是透氣織布表面上進行自身凝固黏合作用而生成熔噴PP不織布產品。

熔噴不織布的押出生產製程中最重要的核心是押出模具的設計與製作，目前業界熔噴PP不織布的寬度可以從254mm到4米多，不織布產品寬度也就決定了單座押出模頭的寬度要求。熔噴PP不織布的衣架型押出模具最關鍵的部分包含寬度展開的流場分配歧管流道系統與模具出口的模脣毛細管微孔部分；衣架型押出模頭主要是由進口區、分配歧管、狹縫區、鬆弛區、調節區及模唇區所構成。分配歧管展流區主要是藉由展開角度、流道厚度與流動長度等參數來控制熔膠流經此區域後的展流與整流的效果；當熔膠進入押出模頭出口段的模唇區域時，熔膠在寬度方向上的每一個出料孔洞，需要達到有相同料溫、相同流率與相同壓力。這樣出料才能達到穩定與均勻，所生產的產品也才能有良好的產品品質。

本研究利用Moldex3D模流分析軟體，使用高流動性PP塑膠在不同溫度與不同押出量條件下，探討押出模具流場的流動分析及特性；如熔膠的流量均勻度、壓力分佈、溫度變化、滯留時間、剪切速率分佈…等，在流動過程中與模具出口處所顯示的熔膠參數差異程度與流動趨勢都會影響最終之產品品質；當建立一個衣架型押出模頭，並利用CAE分析軟體工具來探討該不同的模型設計參數與不同的押出成型加工參數，在觀察與比對軟體分析結果，將可以評定較優化的模頭設計參數與加工成型條件。最後也可以與實際模具在押出加工的現場狀況加以分析比對。押出模頭設計重點包括：熔膠在出口處的流量均勻度、整體的壓力損失、各出料孔的均勻壓力損失、釋放應力程度、賦予押出時適當的產品形狀、足夠的模頭背壓等。在製程條件的調整方面，應在不影響產能與品質的情況下，使熔膠的溫度盡可能均勻，不要有過多的剪切溫升現象、並減少熔膠在模具內的滯留時間。

針對塑膠產品與模具的開發，隨著多元化產品之需求，原料經製程到最後的產品分析，複雜度更勝以往，過去只鎖定單一製程下手，或利用嘗試-錯誤-嘗試(trial-and-error)方法，雖可提供部份之開發與結果；然而因整體產品製程有時須要牽涉到不同之加工製程，另外塑膠材料之黏彈特性也相當複雜，產品與模具設計的需求繁多，押出機台條件的設定多變化，加上產品精度要求日益嚴苛與複雜，此種採用摸索式的方式，在效率及功能上已無法滿足實際產品與加工製程需求。另一方面，過去仰賴之單一製程的CAE技術也不能全然掌握整體製程；為此本文以衣架型押出模具產品製程為例，藉由不同衣架型押出模具的流道設計參數與押出加工成型參數變化，來進行CAE模擬分析，可藉由分析結果提供模具設計參數與押出加工成型參數優化的參考依據。

數值模型

假設高分子熔膠行為為黏彈性流體，非恆溫的三維流 動之數學方程式可以表示如下：

其中， u為速度向量、 T為溫度、 t為時間、 ρ為壓力、 σ為總應力張量、 ρ為密度、 τ 為額外應力張量、 k 為熱傳導係數、 CP為比熱。 在本文中， τ由White-Metzner 模型的本質方程式可得：

其中， λ 為鬆弛時間而η為黏度，兩者皆式溫度與剪切率的函數。 體積分率函數 f ，用來追蹤波前的移動。 f=0 代表為空氣， f=1 為高分子熔膠，而波前的位置就是落在格點中體積分率為 0 < f <1 的區域。體積分率隨著時間的推進可以表示為下列的傳輸方程式：

在模穴入口處之進膠面給定充填流率或者射出壓力， 在模壁給定無滑移邊界條件，而特別需要注意是， 在體積分率的傳輸方程式中，由於是雙曲線式之方 程式，只需給定入口邊界條件。本文利用有限體積法(Finite Volume Method )求解各流場與應力相關之統 馭方程式，而數值核心在許多文獻已經被驗證可以成 功的應用在射出成型充填模擬，而許多實驗與測試也確認了此數值核心在可靠度上與效率上的表現。
如何應用CAE模流分析技術，有效且完整地協助業者解決許多過去無法瞭解之疑難雜症，一直都是業界殷切期盼。為此，本文將就如何應用CAE模流分析技術，有效且完整地進行產品設計及開發。

結果與討論
本設計分析研究以一寬度為1200mm衣架型熔噴模頭厚度不同進行CAE分析，判斷厚度差異對噴頭處溫度和壓力的影響。押出熔噴布成型製程開發中，押出模具的設計考量上，主要是要讓熔膠從押出機料管出口進入到衣架型平板模頭，押出模頭的流道設計上如何能讓熔膠在寬度上有效展開，經過展流區後抵達模頭出口的模唇位置時，各點位置的熔膠品質，例如流率、溫度與壓力都可以達到一致性。押出平板模具從入料點開始展開到出模模脣位置的流道厚度與流動長度尺寸參數設計的調動，則是衣架押出模具設計影響最終產品品質一致性最重要的因素。著重產品之均勻度外，如何有效分析預測衣架型押出模頭中熔膠溫度均勻的控制，常常深切地影響產品之品質。具體說來，正確的熔膠溫度常常是主導優良品質的不二法門。

如圖1為PP材料的黏度曲線，MFI是1500g/10min，通過黏度曲線可知，成型過程中，剪切越大，黏度越低，流動性越好，在不同溫度下，阻力不同，溫度越高阻力越小，反之，溫度越低阻力越大。
如圖2、圖3通過Moldex3D數值分析可知，熔體到達噴頭的時間相近，並在噴頭處熔體的溫度、壓力相同的情況下，模頭噴出的流量方能均勻。

圖4，通過流動波前及等值線，判斷模頭出口的模唇板瞬間的熔膠均勻度分佈情況，此資訊可讓我們預估最終由每個毛細管孔洞流出的PP熔膠，是否在流率與溫度壓力分佈上可以有較佳的一致性。另外製程中我們也須解析模頭內部各部位的暫態與穩態的壓力、溫度、滯留時間等情況。

如圖3、圖5、圖6顯示模頭內流動場壓力分佈及溫度和剪切應力分佈情況，透過此等可視化機制讓我們能進一步深入掌握成型系統，以判斷衣架型熔噴模頭幾何設計的重要性。優良的設計可以提供穩定均勻的噴線流量，較低的壓力損失、均勻的滯留時間。

結論
衣架型熔噴模頭設計重點是厚度的分佈使其噴頭處熔 膠的壓力、溫度及滯留時間相同，依靠高溫、高速的 氣流噴吹聚合物熔體，使其得到迅速拉伸而細化的纖 維絲均勻的收集在凝網簾或滾筒（如圖7）。如圖6， 衣架型熔噴模頭厚度分布不同，對波前、型腔內的溫 度分布和壓力分布影響較大，而影響噴絲的均勻性。

如果熔噴模頭厚度設計不合理，會導致熔膠到達噴頭 的時間不同（如圖8所示），以及噴頭的溫度和噴頭 的剪切應力差異（如圖9）。在熔噴設備中，熔噴模 頭是實現高聚物拉絲成型的核心組件之一，模頭幾何 厚度設計和加工精度直接影響拉絲的長度、均勻性、 韌性、細度等諸多方面，從而對最終的卷材品質產生 決定性影響。■

參考文獻
1. US patent #3,051,994.
2. Chao-Tsai Huang et al, SPE ANTEC, 1888-1892 (2006).
3. R. Y. Chang and W. H. Yang, International Journal for
Numerical Methods in Fluids, 37: 125-48 (2001).
4. Rong-Yeu Chang et al, SPE ANTEC, 496-500 (2004).
5. Yuan-Rong Chang, et al, SPE ANTEC, 2490-2493 (2007).

這篇文章 熔噴布押出模具CAE分析 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
新冠肺炎疫情爆發後，口罩成為最稀缺的物資之一。中國口罩產能從2000萬隻/天飆升至目前2億隻/天。作為高分子複合材料供應商，金暘新材料在復工復產後，火速改造生產線、研發配方，並完成口罩原料「高熔指聚丙烯」的投產。截至5月初，金暘高熔指聚丙烯日產能達120噸，可滿足上億隻口罩的原料需求。全力供應高熔指聚丙烯料的同時，金暘還供應另一種口罩核心原材料，對口罩過濾病毒細菌起到關鍵作用，有著「黃金原料」之稱的—駐極母粒。它堪稱口罩過濾「清道夫」。駐極母粒是口罩中不可或缺的核心材料，它能讓熔噴布擁有靜電吸附的能力，可過濾粒徑1µm以下的粒子。

在全力供應口罩原料的過程中，我們發現有的客戶在生產熔噴布時經常遇到問題，嚴重影響產能。尤其在熔噴布價格高漲的情況下，損失巨大。實際上熔噴布的生產並不複雜，產生的問題無非是溫度、氣壓、模具、材料、轉速等因素引起，所以需要不斷磨合和調試設備與工藝，才能使產品達到最佳效果。下面就展開談一談熔噴布生產的常見缺陷機理和對策。

新冠肺炎疫情爆發後，口罩成為最稀缺的物資之一。中國口罩產能從2000萬隻/天飆升至目前2億隻/天。作為高分子複合材料供應商，金暘新材料在復工復產後，火速改造生產線、研發配方，並完成口罩原料「高熔指聚丙烯」的投產。截至5月初，金暘高熔指聚丙烯日產能達120噸，可滿足上億隻口罩的原料需求。全力供應高熔指聚丙烯料的同時，金暘還供應另一種口罩核心原材料，對口罩過濾病毒細菌起到關鍵作用，有著「黃金原料」之稱的—駐極母粒。它堪稱口罩過濾「清道夫」。駐極母粒是口罩中不可或缺的核心材料，它能讓熔噴布擁有靜電吸附的能力，可過濾粒徑1µm以下的粒子。
在全力供應口罩原料的過程中，我們發現有的客戶在生產熔噴布時經常遇到問題，嚴重影響產能。尤其在熔噴布價格高漲的情況下，損失巨大。實際上熔噴布的生產並不複雜，產生的問題無非是溫度、氣壓、模具、材料、轉速等因素引起，所以需要不斷磨合和調試設備與工藝，才能使產品達到最佳效果。下面就展開談一談熔噴布生產的常見缺陷機理和對策。

七個常見缺陷機理和對策
1.晶點
產生缺陷的原因是因空氣速度太小或熔體黏度太高，使部分熔體細絲未完全牽伸；或者是當熔體黏度太小，空氣速度高時，噴絲孔對熔體的握持作用減弱，熔體還沒有被牽伸成纖維便脫離噴絲孔。解決對策：a.根據材料的熔指進行升溫或降溫；b.調整螺杆轉速；c.選用合適的模頭和噴絲孔熔指的材料。
2.飛絮
產生缺陷的原因是因原料與相應的紡絲溫度沒有很好地匹配，溫度較高所致。解決對策：
a.是全寬幅飛絮，可以調整螺杆紡絲溫度和熱風溫度；
b.若是區域性飛絮，可以調整相應區位的模頭溫度。
3.布脆、硬
產生缺陷的原因是因熔體未被噴成纖維狀或者多個纖維黏成團導致熔噴布脆、硬。解決對策：
a.調整熱氣流氣壓；
b.調整模頭溫度；
c.減少餵料量；
d.調整滾筒或簾子與噴絲孔的距離。
4.堵孔
產生缺陷的原因是因為駐極母粒添加過多、無機組分多、熔噴料有雜質，以及未加過濾網造成。解決對策：
a.減少駐極母粒的添加量；
b.增加過濾網；
c.選用乾淨的原料；
d.及時更換過濾網。

5.噴絲不均
產生缺陷的原因是因各噴絲孔的阻力或氣流大小不一，導致各孔的噴絲量不一樣。解決對策：
a.選用各噴絲孔壓力一致的精密模頭和噴絲板；
b.及時更換過濾網；
c.定期清洗噴絲板；
d.減少駐極母粒的添加量。

6.氣孔
產生缺陷的原因是因材料水分含量過高，導致在噴絲過程中水氣噴濺而產生氣孔。解決對策：對材料進行烘乾處理。

7.過濾效率低
產生缺陷的可能原因有三，分別是噴出的纖維較粗且間隙大；未加駐極母粒或添加不夠，或者是未進行電暈處理或處理不夠。
解決對策：
a.升高溫度；
b.調整布的接收距離；
c.減少餵料量；
d.加大氣壓；
e.加大駐極母粒含量；
f.電暈處理。■

這篇文章 口罩需求井噴，如何避免熔噴布生產的七個常見缺陷 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。

SmartPower/EcoPower醫療射出技術
SmartPower醫療射出機的鎖模力範圍是25~400t，注射量範圍是13.9~2128cm3，可用於生產中小型精密的醫療級製品；EcoPower醫療射出機的鎖模力範圍是55~550t，注射量範圍是10.8~3012cm3，亦可用於生產中小型高精密的醫療射出製品，如吸管頭、植入級醫療元件或透析醫療元件等。威猛巴頓菲爾的醫療射出機均採用了適合醫療潔淨需求的特殊設計。

1.特殊噴塗所有整機漆面全部採用防細菌、微生物等滋生的漆種，以防止在射出機周邊特定的溫度下，某些細菌或微生物滋生，污染射出環境甚至產品。

2.食品級H1等級潤滑油醫療級射出機上用的所有潤滑油，如機絞處潤滑油、線性滑軌上的潤滑油均滿足NSF標準H1等級，並確保任何形式的潤滑油不與產品直接接觸。

3.料筒隔熱在醫療環境中，尤其是潔淨室中，不僅對灰塵的含量有嚴格的限制，同時對環境的溫度、濕度及壓力也有嚴格的要求。而在設備的運行過程中難免會產生熱量影響到周圍環境的溫度，所以對設備本身產生的熱量進行隔熱處理是非常必要的。在射出機上，主要是料筒會產生很高的熱量影響到周邊環境，為此，我們的醫療級射出機料筒均得到了良好的隔熱處理。

4.易於清潔的設計我們的醫療級射出機在設計上滿足了易於清潔的需求，無加高腳墊、封蓋線性滑軌、封蓋螺紋孔及封蓋媒介供應等不易清潔的設計。

5.潔淨室模組針對客戶的個性化需求，我們可以將整個模具區域內設計成潔淨空間，在模區上方配置層流罩，給模具區域內的空間持續提供潔淨的空氣流動。層流罩安裝在一對滑軌上，可進行推拉。當需要換模或其他操作時，可將層流罩推到鎖模側，使模區上方開放。

6.其他細節設計範本鎖模區域防腐鍍鎳處理、噴嘴防護罩連接煙氣抽吸裝置等設計也很必要。這些設計需求，我們的醫療級射出機都能滿足。

MicroPower微型精密醫療射出技術
此款醫療級射出機是全電動設計，鎖模力為5t和15t，注射量範圍是1.2~6.0cm3，主要用於生產微型高精密的醫療製品。MicroPower醫療級射出機具備更加嚴格的潔淨要求，非常適合生產微型精密的、更高要求的醫療部件，如植入級的醫療部件。MicroPower醫療級射出機在許多方面採用了特殊的設計。1.獨立的潔淨室單元通過配置空氣篩檢程式和層流罩，可將MicroPower整機設計成一套潔淨室單元，並且可達到9到7級的潔淨度需求（根據EN-ISO14644標準）。

2.充分的設計空間用於周邊設備MicroPower被設計成一個整體的封閉空間，並可在此空間內集成轉盤、機械手、材料除濕乾燥及輸送裝

置、模溫機以及一些其他的生產相關的設備選項。此外，還可通過Wittmann4.0集成技術將所有周邊設備的控制系統集成到射出機UNILOGB8控制系統上，實現整個生產單元的集中監視及控制。

3.封閉的驅動系統所有的全電動伺服驅動系統模組及其相應的電子元件均密封安裝在一個易於清潔的潔淨腔內。

4.整合式產品存放系統成型製品可由特製的機械手取件，並將不同模穴的製品分別放置在集成在生產單元內不同的存放裝置中。該存放裝置是經特殊設計的，配有去靜電裝置。

5.整合式產品監視系統可在整套封閉式潔淨生產單元中整合式產品視覺檢測系統，用於監控產品的品質。

應用舉例
1.醫用霧化器以PEEK為材料，透過鎖模力110t的威猛巴頓菲爾醫療級電動射出機EcoPower110SE生產，同時採威猛側入式機械手W837-SS3進行取件及實現自動化。

2.血液透析儀部件
採用威猛巴頓菲爾醫療級電動機EcoPower進行生產，並配置了威猛W8系列機械手進行取件及配合相應的自動化。其他周邊設備包括威猛TemproPlusD系列模溫機、威猛除濕乾燥機和上料機等。

3.植入件（醫療展示）以LSR（液態矽膠）為材料，透過威猛巴頓菲爾MicroPower系列醫療級微型精密射出機進行生產，配置矽膠供料系統，並在封閉的生產單元中集成了層流罩、威猛機械手及視覺檢測系統等，產品重量僅0.75mg。

結論
威猛巴頓菲爾醫療級射出設備及射出技術能夠滿足各種醫療製品的生產要求。其醫療級射出機的設計充分考慮到了各種潔淨度要求的細節，充分滿足防塵、防腐、隔熱及易於清潔等潔淨要求；在醫療射出技術方面，威猛巴頓菲爾不僅可以加工各種常規的醫療材料，同時也可以射出成型一些特殊的醫療材料，如LSR等。此外，通過Wittmann4.0技術，可將威猛醫療級的周邊設備集成到威猛巴頓菲爾射出機的控制系統上，真正實現了“ALLINONE”（一體化）的理念，讓生產變得簡單、高效！■

這篇文章 威猛巴頓菲爾醫療射出技術及應用 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
SABIC推出的LNPELCRINiQ聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)改性樹脂產品線。該系列產品由回收後的聚對苯二甲酸乙二醇酯(RPET)處理再生而成，旨在支持循環經濟，減少塑料廢棄物。SABIC採用化學解聚方式將使用後的PET（主要是一次性飲料瓶）轉化為性能更強、更耐用的高價值PBT材料，促進回收樹脂的利用。此外，據能源消耗累計值(CED)和全球變暖潛能值(GWP)測算，與原生PBT樹脂相比，該材料還減少了產品在生產到消費過程中對環境的影響。

比PET性能更高、壽命更長
SABIC的LNPELCRINiQ改性料和共混物採用公司專有技術，由升級再生合成的iQPBT樹脂加工而成。該技術通過化學方法將PET瓶和其他PET廢料解聚成其前體化學品，並進行淨化後來製造新的PBT樹脂，從而克服了物理回收的諸多局限。回收加工後的新材料具有一系列性能和加工方面的優勢，例如良好的耐化學性、著色性和高流動性，有助於加快生產週期、提高阻燃性(FR)。

LNPELCRINiQ樹脂是替代原生PBT和其他傳統PBT材料的直接解決方案，幫助製造商更輕鬆地提高產品的可持續性。通過取代PBT生產所需的原生材料，

LNPELCRINiQ樹脂在同行評審的生命週期評估中被證實可使能源消耗和碳足跡分別減少高達61%和49%。此外，每公斤的LNPELCRINiQ樹脂相當於節省多達67個使用後的PET水瓶（0.5升）。

潛在應用領域
LNPELCRINiQ產品系列為客戶提供多種牌號選擇，包括玻璃和礦物增強牌號以及非鹵化阻燃和抗紫外線配方。其中一些LNPELCRINiQ牌號產品有潛力達到美國食品和藥物協會（FDA）的食品接觸法規要求。這些新型聚合物的潛在應用主要為消費電子產品、汽車連接器和醫療器械外殼的耐用內部組件和美學組件，有助於延長一次性原生PET樹脂的使用期限，使其可以更長期的利用起來。

結語
SABICLNP全球業務總監趙藩籬(JoshuaChiaw)表示：「傳統物理回收過程中，消費者丟棄的PET瓶基本失去其原有價值和性能，這是種降級回收過程，限制回收PET的應用類型。相比之下，SABIC的化學升級再合成過程有助提高最終樹脂產品的性能和質量，使這些PBT材料更適用於對耐用性要求較高的應用。LNPELCRINiQ材料有助減少對原生樹脂的依賴，並滿足產業和消費者日益增加的可持續材料需求。」
「LNPELCRINiQ材料的開發標誌著SABIC在可持續發展道路上邁出的重要一步，體現公司對客戶、對全球塑料行業，以及對我們作為發起者之一的『消除廢塑料聯盟』(theAlliancetoEndPlasticWaste)的堅定承諾。」SABIC企業可持續發展部門總經理FrankKuijpers補充道：「我們用於一次性PET化學品回收的創新工藝響應了AEPW的宗旨，即開發出更多有助於減少廢棄物的技術、使塑料的回收利用更容易、並從廢棄塑料中創造出新的價值。」■

註解：1原始的同行評審生命週期評估研究由SABIC於2011年完成。目前正依當前模型對結果進行審查和更新。

沙特基礎工業公司(SABIC)
聯絡人：劉仁堯經理
E-mail：JenYao.Liu@sabic-hpp.com

樂榮貿易公司
聯絡人：盧朝和經理
E-mail：jessy.lu@h-glow.com.tw

這篇文章 LNP ELCRIN iQ改性材料延長PET瓶的生命週期，減少塑料廢棄物 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

前言
在覆晶封裝製程中，常使用點膠毛細力底部充填封裝以達成保護元件之目的。製程如圖1，利用點膠機直接在晶片邊緣將封裝材料注入，並藉由毛細作用使液狀封裝材料持續流動涵蓋整個晶片底層。一般而言，在點膠過程中除膠量控制外，為配合毛細作用的發揮，通常會將承載基板的底盤加熱，並藉此加熱基板，使封膠在滴入晶片與基板之間時可迅速的降低黏度，快速流動並完全的充填於上下的間隙中。

模擬的重點項目
底部充填製程之驅動力為毛細力，所以對於氣液相表面張力的描述與固液相牆壁吸附條件的導入會是重點模擬項目。氣液相之間的毛細力主要以氣液表面張力與波前分佈構成；充填材料與接觸面（載板）的吸附力則可由平衡態的接觸角描述。如圖2，由Young’sequation可知此角度實際上為氣液固三個不同相之間的表面張力或吸附力達成平衡後的結果，所以輸入此接觸角等同於控制三相之間的平衡狀態。

透過CAE模擬分析找出最佳方案
由於底部充填劑為熱固性材料，執行底部充填封裝之後的晶片，就很難再進行修理或重工。此外，只靠毛細力驅動的流動及烘烤使材料固化所需的時間，使得開發階段進行實驗試誤法的成本提高。為降低開發成本，採CAE模擬分析找到最佳符合需求的設計控制是最有效的方案。

底部充填材料價格不斐，因此膠量控制也是製程中被重視的環節之一。除點膠區域外，爬膠行為使得膠體在晶片側面的凸塊區域在也有流入的現象，故掌握溢膠流動除控制膠量的目的外，也有助於分析波前造成的包封。如圖3，在點膠給料後，膠體的流動平衡主要受到三個驅動力而流動：毛細力、重力，以及流體自身的黏滯力。因此膠量將包含毛細力充填流動、晶片側向的爬膠邊緣流動，以及膠體自身塌陷在載板上向外延伸的流動行為。可想而知，要能完整的透過CAE模擬了解膠體的使用，必須完整的針對這三種流動進行模擬。

圖4中的模擬與實驗結果，說明重視點膠與爬膠流動區域對模擬的不可忽視性。傳統的模擬方式忽略點膠區域與溢膠爬膠的效應，使得波前模擬缺少爬膠由邊緣給料的效果。為重視模擬結果之品質，Moldex3D2020的毛細力底部充填模組中提供完整的CAE分析。其中使用覆晶產品細節的三維模型（包含凸塊分佈與晶粒如圖５）。點膠資訊可設定包括多道路徑、每道點膠量、點膠頭移動起始時間及速度（圖６）。材料參數可進行充填材料與不同材質接觸面的接觸角設定如圖７，可模擬高分子行為受環境因子的變化。

Moldex3D可模擬的範圍，包括流動時的「點膠過程」、「凸塊區域的底部充填」以及「晶粒外部的流動（爬膠與延伸流動）」如圖8。圖9顯示點膠區域的膠體隨底部充填的過程而塌陷的狀態變化，也代表在科學模擬過程中，考慮完整的物理行為的必要性。

結語
由此可見，面對行為複雜而試誤成本高昂的底部充填封裝製程，應用Moldex3D2020可在設計階段就透過分析了解點膠控制與爬膠行為對底部充填的流動影響，以及使用膠體的總量控制以達成設計目的。■

圖1：點膠毛細力底部充填製程示意圖[1]圖2：Young’sequation

參考文獻：
1.HuiWang,HuaminZhou,YunZhang,DequnLiandKaiXuThree-dimensionalsimulationofunderflllprocessinflip-chipencapsulation,Computers&Fluids44(2011)187–201
2.S.W.M.etc.,3-DNumericalSimulationandValidationofUnderfillFlowofFlip-Chips.IEEETransactionsOnComponents,PackagingandManufacturingTechnology,Vol.1,No.10,October,(2011),pp.1517-1522
3.Sung-WonMoon,ZhihuaLi,ShripadGokhale,andJinlinWang,IEEETRANSACTIONSONCOMPONENTS,3-DNumericalSimulationandValidationofUnderfillFlowofFlipChips(2011)
4.NordsonASYMTEK:TheNexJetSystem-FlipChipUnderfill:https://www.youtube.com/watch?v=hdxjWJ2c0ao

這篇文章 模擬毛細力點膠製程，要完整考慮點膠及爬膠 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。