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「國內首座自主開發3D金屬列印機台」亮相

       近年來,積層製造(3D列印)領域已經成為全球製造產業兵家必爭之地,各種創新技術如雨後春筍般的蓬勃發展。由於高功率雷射、精密控制器以及金屬粉末的等多項關鍵組件/材料製作技術的快速發展,使得金屬積層技術日益成熟,其成品幾可直接作為零組件使用,該類技術逐漸獲得加工製造業的重視。

 

       有鑑於此,國家中山科學研究院在國防部以及經濟部技術處的支持下,於2014年起積極投入該項技術的研發工作,進行熱流、結構、控制、材料以及光電等跨領域軟硬體整合,因應國內雷射加工設備無雷射源之窘境,中科院材料暨光電研究所利用所建立之500瓦級偏極化光纖雷射技術,自行設計系統架構,進而開發出商用500瓦級單模光纖雷射雛型機,並與飛彈火箭研究所自製3D積層製造驗證平台整合測試,透過參數的調整與優化,成功開發出搭載自製高功率光纖雷射源之國內首座全自主金屬積層製造系統,與全球光纖雷射製造龍頭IPG公司產品相較,性能已在伯仲之間。自製之積層驗證平台可加工尺寸為250*250*300毫米,成型精度小於50微米。以麻時效鋼材料產製之金屬件(未熱改質前)抗拉強度可達1,100百萬帕斯卡(MPa),降伏強度達950百萬帕斯卡,硬度超過30(HRC),初步符合航太級材料使用標準(AMS-6514)。

 

       因應高階金屬加工與積層製造混合式加工的需求,光纖雷射源功率須提升到高千瓦級,雷射關鍵零組件必須以自製取代進口,方能形成國內雷射源的垂直整合供應鏈。在經濟部技術處的支持下,身為雷射源技術的火車頭,中科院將整合國內產、研界共同朝高千瓦、關鍵零組件在地化方向開發相關雷射源產品,以補足國內高階雷射加工技術的重要缺口。

 

       未來,中科院將配合經濟部技術處專案計畫,將雷射源轉由國內產研界自製3D積層製造機台驗證測試,擴大雷射源應用的產業效益。另配合政府推動「生產力4.0」政策,中科院於今年八月份邀集國內產學研各界召開專家會議,共同針對積層技術於航太產業應用的相關議題進行研討,會議中各界代表一致認為中科院具備完整的技術能量以及整合經驗,更有國內其他單位所欠缺的實測場域,是為國內最適合發展航太積層製造技術的法人單位。

 

       根據會議結論,中科院將在既有的基礎上整合工研院材化所、成功大學以及中央大學等國內具能量之研發單位,從發展材料、關鍵元件、設備、製程、後精加工、檢測驗證等一系列自主技術出發,加入智能化控制以及人機協同機制等先進製造元素,完善智慧化航太積層產業技術體系;進一步結合通路(如:漢翔公司、長榮航宇、東台精機)協助產業升級。經過未來國內各單位的技術整合深耕後,將可開創我國航太及積層製造新紀元。

 

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