3D列印未來發展與應用

Report
3D列印未來發展與應用
指導老師:洪儒瑤 老師
系別:企業管理系
組別:第七組
組長:羅振元
組員:陳旻諺
大綱
一、 緒論
二、 文獻探討
三、 研究方法
四、 個案分析
五、 結論與建議
一、緒論
研究背景與動機
1.工業界近年來最熱門的話題,就屬3D列印最具代
表性。
2.在工業不斷革命的時代,我們注意到了3D列印技
術趨勢成熟,將對人類未來生活帶來不凡的影響。
3.3D列印技術運用在電腦製作之外還運用到醫療、
時尚、家具、食品、藝術、交通等領域,3D列印
技術的快速性、便利性及客製化的潛力發展。
研究目的
1.隨著現今全世界的科技不斷的創新與進步,3D列印現今
已踏入許多領域 。
2.探討3D列印技術未來之發展。
3.探討3D列印未來之應用層面。
研究對象
本研究標的為3D列印未來發展與應用,研究對象為台灣3D
中上游最大代理商實威國際與中下游代理商貝特設計。
研究流程
確立研究動機與目的
↓
相關文獻收集
↓
建立研究架構
↓
擬定訪談題目
↓
個案訪談
↓
資料統整與分析
↓
結論與建議
二、文獻探討
何謂3D產業
1.3D列印是將舊的HP噴墨印表機進行改裝,不將墨水噴在紙
上,而是改成把約束溶劑擠壓到粉末床,而將粉末固化,
看起來就好像用印表機逐層印出立體的造型。
2.3D列印技術常常應用在模具製造、工業設計等領域,用於
製造模型,大量使用3D列印技術,製作出各種不同的動物
與場景模型。
3.3D列印技術的進步,使成本大幅下降,技術的普及與價格
的下降,使其更有機會應用在工程建築、航太類、珠寶鞋
類、生物醫療等產業的前景看好,更有人認為它會引發下
一波工業革命。
產業發展概況
1.3D列印現在存在著許多不同的技術,不同之處在於以可用
的材料的方式,並以不同層構建建立部件。有些技術利用
熔化或軟化可塑性材料的方法來製造列印的「墨水」
2.3D列印的專利申請主要集中在美、日、德、中、韓等五個
國家,上述五國的專利申請量佔全球增材製造專利申請總
量的九成,其中美國3D Systems公司在各先進國家擁有許
多3D專利權。
3D Systems公司專利申請國家分佈圖
透過研究3D Systems公司
在其他國家佈局專利的情
況,反映出3D Systems公
司對國際上哪些市場比較
重視。可見,3D Systems
公司除了非常重視美國市
場以外,對世界市場的保
護也非常重視,在歐洲、
日本、德國、中國等地區
佈局了多項3D列印專利。
3D列印應用現況
3D列印技術的應用面,隨著3D列印能使用的材料越來越多
,以及能夠製作的精密程度越來越高,3D列印的應用範圍
也不再侷限於工業用模型製造。
3D列印常見的工業運用
龐德電影《空降危機》
的製作團隊就是使用
Voxeljet機器,立體印
製三台Aston Martin豪
華汽車DB5s的精細微縮
模型。
航太工程
奇異公司(General
Electric)的工程師使
用3D列印技術從零開始
設計CFM Leap引擎,這
讓他們可以創造出複雜
的幾何形狀,將20個零
件拼湊成一個引擎,同
時還可以減輕30%到40
%的重量。
樂器
Bespoke/3D Systems的
Scott Summit運用3D列
印機做出傳統的原聲吉
他,他印製出塑膠和金
屬零件,使這個想法成
真。完成的作品展現出
承受吉他弦張力的能耐,
而且共鳴的音色也很美。
獸醫科學
研究人員發現一隻老鷹的
喙部因遭到獵人槍擊而受
損,他們暱稱這隻老鷹為
「美人」。研究人員跟當
地的工程公司合作設計,
使用CAD軟體和3D列印機
印製出義喙。
環境
溫度升高的海洋和貪婪的
探險家對珊瑚礁造成毀滅
性破壞,(Bahrain)科
學家組成的團隊做出新型
3D列印機,可以製作對環
境友善的構造,來取代已
經崩壞的珊瑚礁,提供珊
瑚可以在上頭成長的支架。
藝術
藝術家認為3D列印機就像是筆
刷,一種用在藝術表現的工具。
Bathsheba Grossman,做出震
懾觀賞者的墨西哥亡靈節
(Dia de Los Muertos)骷髏
頭印製品的Joshua Harker,
以及將M.C. Escher 的名作轉
變成3D列印模型的Gershon
Elber,這些藝術家充滿創意
地運用這些原本用來製造工具
的機器。
時尚
3D列印的小皮包聽起來
有點笨重,不過Vertigo
Polka做出來的小皮包則
是由一系列互相扣在一
起的微構造所組成,讓
這些小皮包有紡織品般
的質感
義肢
Emma Lavalle一出生就罹
患先天性多發性關節攣縮
症,肌肉和關節十分脆弱,
無法移動四肢,但卻因3D
列印製作的塑膠組件可以
針對Lavalle的嬌小身材
設計內裝彈簧的手臂提供
她足夠的協助,幫助她自
由移動。
珠寶
製作珠寶需要極為精準
的工具和非常穩定的手,
更別提累積多年的技術
經驗。現在只要一點工
藝靈感和3D列印機的幫
忙,更多的業餘珠寶師
和滿懷希望的新人將可
望加入珠寶設計的領域。
3D列印最新應用與發展
3D生物列印為面部殘缺者重建
面貌,一位男性因臉部腫瘤而
切除一部分的臉,也因3D列印
技術重建了面貌
(科技新報,2013)。
3D列印最新應用與發展
3D生物列印為面部殘缺者重
建面貌,PM公司用3D人工骨
骼列印材質,為一位病人量
身打造顱骨,取代原本頭上
75%的骨頭(科技新報,2013)。
三、研究方法
研究方法
1.文獻分析法
2.次級資料分析
3.深度訪問法
研究設計
本研究以文獻分析法、次級資料分析及深度訪談法,收集
有關3D列印之相關研究,針對「3D列印」之發展、未來趨
勢、3D列印技術、應用概況以及各種3D列印運用之相關領
域,進行初步探索與了解。
研究對象
本研究訪談以實威國際與貝特設計為例,對於研究對
象的選擇主要是依據下列準則做為參考:
1.代表性:研究對象是3D列印產業中最具競爭優勢的標竿企
業與代理商。
2.知名度:實威國際為國內3D列印最大代理商,貝特設計為
中下游代理商。
研究架構
3D列印起源
↓
3D列印技術
↓
3D列印產業上中下游運用發展
↓
3D列印應用與未來發展
四、個案分析
實威國際
1.實威國際成立於1997年,從CAID、CAD、RP/RE、
CAE、CAM、PDM、Consultant,提供業界完整的軟
硬體及顧問服務解決方案。豐富的輔導經驗,搭配
品質卓越的產品,以及資深技術團隊的諮詢及訓練
課程。
2.總公司設立於台北內湖,目前服務據點包含了新
竹、台中、台南、高雄、天津、南京、蘇州、上海、
寧波、廈門、東莞、深圳,未來將繼續在兩岸重要
城市建立據點,以期能就近提供最快速的服務給廣
大的客戶群。
實威完整的服務系統
(1) 設立客戶技術服務專線、提供即時專業技術解答
(2) 透過制度化與系統化的流程,累積客戶問題解答資料庫、並進一步提供
追蹤的資詢服務
(3) 定期舉辦全國巡迴技術研討會及新產品說明會
(4) 定期寄發電子報提供資訊
(5) 提供定期技術通報及FAQ
(6) 提供專案規劃及系統建置支援
(7) 提供產品維護合約及諮詢服務
(8) 提供On-Site 現場技術支援
(9) 提供產品及技術教育訓練
實威代理產品與供應商
實威近年營運
實威國際主要代理銷售法國達俊系統(Daussult Systems)旗
下SolidWorks全系列3D繪圖軟體(包含CAID、CAD、CAE),詳
細營收比重如下:
(1)3D CAD/CAM 55%
(2)顧問服務
30%
(3)CAE專業應用 6%
(4)其他
10%
實威未來展望
1.實威已經看到未來3D列印趨勢,目前除了研發自家的產品
外,在未來的產品發展,最重要的就是消費型個性化產品與
客製化產品。
2.實威在未來想要發展出屬於自己實威的產品,讓實威不再
只是代理商,而是更多元的公司。
貝特設計
貝特創立於1994年,原本以印刷設計為主要業務,因客戶需
求開始投入3D設計領域,經過評估後於2009年初正式啟動3D
列印服務,開始為客戶進行各種 3D 繪圖設計,開啟代工服
務,並整合自身的 3D 設計能力,進行各種複合案件的應用。
貝特設計提供的服務
(1) 3D繪圖設計服務、包括產品設計、公仔玩偶、建築模型
等等。
(2) 3D 列印服務 (RP 快速成型)
(3) 3D 掃描服務 (逆向工程)
(4) 整合案例介紹
(5) 小型商品攝影
(6) 超高倍率攝影服務
貝特設計提供的商品
(1)動物類
(2)公仔類
(3)建築模型
(4)分子模型
(5)腎臟模型
貝特設計未來展望
1.以代理經銷各式硬體軟體相關設備發展業務方面及把3D列
印技術運用到複雜變化造型藝品類走向文創發展。
2.貝特為台灣唯一代理zbrush的代理商, zbrush是一種好
萊塢使用的雕塑軟體,未來貝特將結合整合性服務提供更專
業的藝術品及動物雕塑代工,以提供顧客需求上更完善整合
及更精細細緻的藝術品、公仔及動物雕塑上的製作。
五、結論與建議
研究結論
一、在3D列印未來發展上
1.3D列印專利權過期後,3D列印產業在全世界各個
國家發展的速度會更快。
2.國內國外學術方面,將加入3D列印相關課程。
3.在未來,許多傳統生產作業將會被3D列印取代。
4.未來3D列印在生產業上,不分領域,都能讓機器
自動組裝與自動化進行加工。
研究結論
二、在3D列印未來應用層面上
1.目前3列印已開始運用於醫療、航太、汽車、娛
樂、軍事等領域,在未來3D列印將會發展到更多
領域,如食品等帶給各國產業驚喜。
2.在未來3D列印將會融入我們的日常生活中。
研究建議
1.3D列印是改變未來人類生活方式的最大關鍵,
本研究呼籲政府應多積極投入3D產業,並與3D
列印相關企業合作,帶動產業在台的風氣。
2.本研究呼籲企業、政府與學術界合作的次數能
夠增加,深處扎根,培育人才。
附錄 實威國際訪談緹綱
(1)實威公司現有產品/服務有哪些?
(2)目前3D列印市場,實威公司主要客源是?
未來?
而整體市場又如何?
(3)未來3D列印的應用與發展的走向?
(4)3D列印材料未來會有什麼樣的發展性?
(5)在台灣3D列印多數機器是來自於國外,未來會如何?
(6)當前3D列印機價格高,昂貴的設備只能提供有限的價值。即使3D列印機
成本能夠降下來,但商品的製造成本依然得不到解決的時候,有何對策可以
解決此問題?
(7)您對於3D列印產業及政府相關單位的建議?
附錄 貝特設計訪談緹綱
1.目前貝特公司現有產品有哪些? 除了公仔外還有一項是人體細胞,這設計精良、門檻高,貝
特是如何做到的?
2.貝特目前所使用的原料與機器設備有哪些?
3.目前對於3D列印市場,貝特公司主要客源是來自哪裡? 3D列印產業主要針對的客源是在哪裡?
4.未來3D列印的趨勢與發展的走向? 原料與機器的發展是否會隨著科技進步,變的更發達?
5.目前3D列印耗材,多為石膏、塑膠等,一般只能應用於模型、玩具等産品領域。對於金屬材
料來説,液化列印難以成型;採用粉末冶金方式,除高溫還需高壓,這些技術恐怕短期很難成
熟。對此想詢問鄭老闆,金屬材料這方面在未來會有什麼樣的發展性?
6.在台灣3D列印多數的原料與機器是來自於國外,想詢問鄭老闆是否能與我們分享一下,目前
台灣3D列印這個市場,原料與機器整個通路從國外到貝特是經過哪些代理商與廠商合作?
7.當前3D列印機價格高,昂貴的設備只能提供有限的價值。即使3D列印機成本能夠降下來,但
商品的製造成本依然得不到解決的時候,有何政策可以對此問題解答?
8.對於3D列印這個產業,在未來必定是走進平常生活裡的產業,鄭老闆對於3D列印產業未來發
展有何建議? 以及對於政府在推廣及發產3D列印產業有何建議?
附錄
實威國際
附錄
貝特設計
附錄 貝特設計
謝謝各位評審聆聽

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