｜積層製造之發展趨勢

摘要：2012年3月《經濟學人》雜誌指出，全球正邁入第三波工業革命－「數位化製造」，而最重要觸媒為積層製造亦稱為3D列印。美、歐、澳、非與亞洲等國家，紛紛以國家級研究資源投入，鎖定未來五年的關鍵發展期，迎接十年內將成為主流的先進製造技術。台灣透過發展積層製造，推動產業應用創新加值與佈局關鍵技術，將有助於強化台灣製造業之競爭力。

Abstract: In March 2012, 《The Economist》 pointed out that the world is entering the third industrial revolution－「Digital Manufacturing」. However, the most important medium in additive manufacturing was called 3D printing. Many countries create the national research organization to develop advanced additive manufacturing technology, such as the United States, Europe, Australia, Africa and Asia. They focus on the critical development in next five years, in order to meet the mainstream of advanced manufacturing technology in the next decade. Promote industrial application of innovative and positioning the key technology which can strengthen the competitiveness of manufacturing industry in Taiwan.

關鍵詞：積層製造、3D列印、數位化製造、第三波工業革命

Keywords：Additive Manufacturing (AM), 3D Printing (3DP), Digital Manufacturing, The Third Industrial Revolution

前言
積層製造，名稱從早期的快速原型（Rapid Prototyping，RP）轉變成快速製造（Rapid Manufacturing，RM），2009年由美國材料試驗協會（American Society for Testing and Materials，ASTM）進行正名，透過Committee F42技術委員會訂定與建立相關標準。積層製造特色在於達成「設計個人化 浪費極小化」，具備客製化、節能、迅速、彈性及高價效比等優點。近年來隨著應用材料多元發展，以及提升產品強度與精度，產品用途由原本展示用的原形品，進階為可直接運用的功能零件，促使應用領域與產值急速擴增，廣泛用於工業模具、汽/機車、航空、醫療器材、珠寶、文創藝術及民生等消費產品。

依據Wohlers Report 2012研究報告[1]，積層製造2011年全球產值（產品+服務）達17.14億美元，較2010年之13.25億美元，年複合成長率約30%，在全球不景氣市場中逆勢成長，預估2019年全球產值達到65億美元，為2011年的4倍產值，迅速邁向高成長，產業前景可期，台灣產業不能忽視。本文將針對全球之發展趨勢進行介紹。

近代工業變革從十八世紀後期英國紡織業的機械化，以蒸氣動力技術讓人們從手工製造轉向機器製造，帶動第一波工業革命；二十世紀初期，福特汽車創辦人亨利．福特（Henry Ford）運用可移動的流水生產線，開始大量製造，帶動第二波工業革命；2011年以來，英國《經濟學人》雜誌、美國《華爾街日報》與CNN等國際媒體相繼報導，點出全球正邁入第三波工業革命，如圖1所示，將以數位化製造及新型材料應用，改變整體製造產業鏈，而積層製造即為改變的關鍵突破。

國際趨勢
依據國際研究暨顧問機構 Gartner所公布的《2012年新興技術發展週期-2012 Hype Cycle for Emerging Technologies》[2]，如圖2所示，積層製造技術被預測五年後可望從利基市場發展為成熟技術，未來十年內將逐漸影響全球製造業的運作方式，促成現有商業模式的改變。由此可知，積層製造在全球競爭中具特殊戰略地位，先進國家無不極力投入發展，以改善現行製造業環境與強化國際競爭優勢，下列分別介紹美、歐、澳、非與亞洲等國家之發展趨勢，如圖3所示。

2.1 美國
2011年6月歐巴馬總統宣布結合產學力量，啟動「先進製造夥伴聯盟」（Advanced Manufacturing Partnership，AMP）計畫，目標為透過產官學合作，找出研發的投資機會、促進競爭前的合作，共享設備和基礎設施，以求美國先進製造業的變革。AMP指導委員會提出政策建言，挑選出包含積層製造之11項優先投入R&D技術清單，並建立國家製造創新研究網絡。

2012年3月推動「國家製造創新網絡」（National Network of Manufacturing Innovation，NNMI）法案，專注於具國家經濟優勢的新興技術，將投資10億美元，於美國設立15個製造創新研究機構，研究領域包括：輕質材料、積層製造與結合巨量資料（Big data）之智慧製造，以強化美國在先進製造業研究、創新及技術之領導地位，被稱為「刻不容緩」（We Can’t Wait）之振興經濟方案。