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工商時報【採訪整理╱陳宗慶】

3D列印（3D Printing，簡稱3DP）技術是積層製造（Additive Manufacturing，簡稱AM）的一種。根據美國ASTM定義之現有七大3D列印製程，分別為材料擠製成型、光聚合固化與材料噴塗成型、板材疊層成型、直接能量沉積成型、粉體熔化成型、黏著劑噴塗，其中粉體熔化成型（雷射金屬燒結）與黏著劑噴塗（粉末噴膠成型），因具有成型塑膠、金屬、陶瓷與砂等材料優勢，為目前應用最廣泛之製程。又因黏著劑噴塗成型技術可直接輸出大型砂模當作鑄造用模具並直接澆鑄生產金屬製品，因此是目前國外應用於鑄造產業最廣泛技術之一。

全球使用黏著劑噴塗成型鑄造用砂模技術共有兩家，分別為美國─EX ONE、德國─Voxeljet，目前可成型最大砂模成型尺寸為Voxeljet VX4000型，成型尺寸為4,000×2,000×1,000mm，所使用的樹脂系統，分為口夫喃樹脂系統與酚醛樹脂系統兩種，在區隔上，口夫喃樹脂系統屬自硬性型樹脂，須先於砂材混入硬化劑，再利用噴頭於砂材表面，依CAD特徵噴塗主劑使其反應固化，酚醛樹脂則為熱固性樹脂，不需於砂材預混，可直接經由噴頭依CAD圖檔噴塗樹脂於乾砂材表面，再經由加熱產生固化，所應用的砂材種類分別有鑄造用矽砂、陶瓷砂、天然砂等，砂材種類顆粒分佈為0.09mm～0.25mm間，砂模平均抗壓強度可達310N/cm2，適用金屬材質為不銹鋼、鋁、銅及鑄鐵合金等。

國際間鑄造業因市場低價競爭與人工缺乏影響下，各國紛紛導入3D列印砂模技術於產品快速開發及首件提樣試作，以工業強國─美國為例，鑄造業為美國重大工業，受2008年經濟衰退影響，導致鑄造失業人口劇增，產值降低，美國總統歐巴馬提出「再工業化」政策，推動AMP先進製造技術發展計畫，並提倡應用3D列印技術於模具、汽車、鑄造、航太與生醫等金屬製造業，提升國際競爭力。美國知名車廠─福特（Ford），導入3D鑄造砂模技術於汽缸蓋、剎車片等產品之快速試作。

鄰國日本更以獨立行政法人產業技術總合研究所為核心，加上現行3D列印製造廠如日本koiwai、大量生產鑄造品的日本機械製造巨擘小松製作所（Komatsu）、IHI、日產汽車與早稻田大學等皆已投入大量研發資源，進而推行3D列印設備開發計畫「TRAFAM（技術研究組合次世代3D積層造形技術總合）」，計畫規劃利用3D列印砂模設備，並整合科技與鑄造核心技術，以解決日本國內鑄造人才缺乏與成本過高等問題，並確保鑄造品國產化，降低進口依賴，並預計於2016年完成開發速度為現有設備10倍速度的次世代3D列印砂模技術，此足以顯示高速度與高性能之3D列印砂模鑄造技術已在精密機械大國日本掀起一陣波瀾，此技術所受到之重視可見一斑。

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