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香港 3D 打印機服務一條龍 ! 眾 Blogger 分享體驗感受

8/26/2014

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時至今日 3D 列印在不知不覺間已登錄香港。unwire.hk 及 unwire.pro 舉辦,理光 (香港)【RICOH】獨家贊助的 "3D Printing Seminar:Build The World In 3D Today"的 3D 打印體驗及分享活動全場爆滿。當日活動中有不少本地 blogger 出席,了解 3D 列印技術和於日常生活上的應用,現在讓我們分享一下 Blogger 們對當日活動的感受!




RICOH 香港引入一站式銷售服務踏入 3D 打印世代,理光 (香港) RICOH 正式引入 MakerBot 3D 打印機,成為全線 Replicator 系列 3D 打印機、掃瞄器及原廠耗材在香港及澳門的正式授權代理,為個人和企業顧客提供全面的售前與售後支援、專業維修及保養服務,當中更包括一年上門維修服務。 到底 3D 打印與我們生活真的是這麼近嗎?unwire 訪問了幾位當日抽空出席的 blogger 現身說法!

Blogger 分享感受與見解


插畫師 Cuson:
「一直聽聞過有 3D 打印這項技術,但對於印製的原理及過程全無概念,直至出席了 RICOH 3D Printer 發佈會才終於對它有進一步的認知。從前若想將把自己創作的 Character 立體化要經過非常繁複的程序,但是今天只需一部 3D 打印機便可以輕鬆做到了!」


港女老婆 Blogger Caca :
「本身諗緊去邊整個咳神佬同港女老婆模型,突然知道 3D Printing 技術可以普及民間,更可以幫我實現願望!收到 3D 製成品的一刻我非常開心,想不到模式印得幾仔細幾像真,3D 打印好厲害!不過印得我肥了一點 ^^"」
插畫師 Ceci (思詩公主):

「原來立體打印技術已不是遙不可及的事,不但可製作裝飾玩物,日常生活中也能使用,甚至用於醫療用途,而學院也開始推出常規課程教授其技術和應用呢。」

旅遊達人 Blogger Pace:

「大家都應該知道,RICOH 本身在 2D 印刷行業,絕對是世界級龍頭之一,不過在 3D 打印方面,現時他們仍在起步階段,也沒有自家的 3D 打印機,所以選擇先以代理的形式引進這個新市場,而合作夥伴就是來自美國,在 3D 打印行業擁有穩定市場份額,而且口碑也十分之不錯的 MakerBot 了。今次 RICOH 引入的主要就是 MakerBot Replicator 系列 3D 打印機,以及 3D 掃瞄器等,當中入門級的 MakerBot Replicator Mini Compact,就最適合對 3D 打印技術有興趣的入門者,價錢也是最便宜的一款,大概萬多元便可買到,雖然能夠列印出來的製成品的尺吋不大,而且打印的速度也不算快,但勝在價格相宜,想一試 3D 打印有多好玩,買這部就不錯啦。 其實最開心的是,當日我們就用這些 3D 打印機試作了一些個人專屬產品,同行的思詩公主跟 CUSON 還製作了人形玩偶,我也做了一個簡單的卡片盒,出來的效果實在不錯啊!」



IT Blogger 亞當:

「原來 Ricoh HK 終於成為 Makerbot 的代理。今次他們會正式引入全線的型號,價錢當然是比你直接在美國購買貴了一點,但是 3D Printer 其實是十分精密的儀器,你也不想有問題時將它寄來寄去維修吧!其實這個也是我一直不入手的原因。要真正平民化 3D Printer,第一件事,就是要有本地代理啊!當然價錢也不能太貴,才可以成功啊!」



文化 Blogger Tin Wong:

「產品介紹、和 RICOH 相關同事的交流安排非常體貼,但如果記者會後與研討會期間有少量時間示範產品效果會更佳。 至於 3D 打印方面,長久以來,都以為 3D 掃描、打印,是遙不可及的事情,需要找一間工廠大廈單位做 Studio 方有可能放得下所需的儀器,參加過 Ricoh 發布會才知道隨著技術的改進,現在掃描器和打印機分別只是一座相機防潮箱與打印機的大小。3D 打印技術的未來無疑令人充滿希望,大家有空都要找些 3D 設計軟件玩一玩,他日可能自己也可以設計出有趣的產品。」



▲ Blogger 們都對 3D 列印都非常有興趣,在午餐期間的話題都離不開 3D 列印的可能性與他們對此技術的願景。



▲ 對於自己的平面作品被 3D 列印成立體 figure,Cuson 都忍不住要即時拍照與朋友分享。



▲ Cuson 與 Caca 的 3D 列印模型成品。



▲ 各位 Blogger 都對用 3D 列印出的 figures 感到相當新奇呢!



▲ 3 位 Blogger 由左至右分別為旅遊達人 Pace、插畫師 Ceci 與插畫師 Cuson。





▲ RICOH 技術及銷售人員正向 Blogger 們逐一介紹今次引進的各款 MakerBot 3D 打印機。





▲ Blogger 們都對 3D 打印機們顯出非常濃厚的興趣呢!

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造車科技突飛猛進 人性化優先 

8/26/2014

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【大紀元8月24日報導】(中央社記者田裕斌台北24日電)一輛車從發想到上市需要多久時間?答案是至少3年,福特汽車(FORD)表示,造車科技朝向人性化發展,不但應用虛擬實境的科技,連3D列印都已應用在造車上。

目前普遍應用在汽車上的科技系統,不外乎倒車雷達、娛樂通訊整合系統,安全配備主流除了安全氣囊外,還包括防鎖死煞車系統(ABS)、循跡防滑系統(TCS)等,福特除了基本配備外,已經把焦點轉移至後座乘客上,「後座充氣式安全帶技術」屬全球首創,連高級車都不一定有配備。

為了提高駕駛的行車安全性,福特也在新車款配備全新主動式路邊停車輔助系統,不論是路邊停車或倒車入庫的停車位,都能輕鬆協助將車停好。

這套系統利用雷達裝置自動掃描停車區域,當找到適當的停車格時,將自動操控方向盤,駕駛僅需換檔、前進和控制煞車即可。

此外,還有BLIS視覺盲點偵測系統、Cross-Traffic Alert兩側來車警告系統、主動式都會行車防護系統(ACS)等,使消費者能更加安心,體驗平安駕駛旅程。

福特表示,尤其是主動式都會行車防護系統,可協助都會駕駛人避免低速碰撞,可在時速30公里以下運作,不僅有助於減輕撞擊損害,甚至能完全避免碰撞的發生,下一代系統更能實現時速最高50公里的自動緊急煞車。

福特開發主管表示,全新車款從發想、市場調查、產品設計到上市,至少都需要3年以上的時間,期間車廠不但要以1:1的方式打造出一輛外型完全相同的樣品車外,也會運用虛擬實境的技術,以虛擬式環境和先進的電腦輔助工程技術,在製作原型車輛前,準確地為從整車到微小細節的各環節建立模型,涵蓋從空氣力學、車輛安全性到人機介面的需求。

目前除了澳洲外,福特在包括美國、德國、中國大陸、印度、巴西、墨西哥和澳洲均有虛擬實境設備,實境實驗室也已在全球打造超過200輛虛擬車輛,其中超過15萬個零件和細節。

福特指出,這種精密的方法不但改善全球產品陣容的品質和美感,並且在大規模生產中明顯地改善流程缺憾;例如,工程師藏在虛擬實境環境中檢視The All-New Mustang時發現一種方法來改善儀表板的整合性,並為慣用左手與右手的駕駛人改善人體工學。

此外,針對輕量與複合材料等新材料核心元件的應用,福特也有專門實驗室進行開發,包括採用先進且具高強度的鋼鐵、鋁、錳、天然纖維和奈米材料等建造未來產品,透過這些更輕的材料、更佳的設計來減輕重量,更能同時實現高性能與燃料節省的目標。

例如Ford Fiesta和Ford Focus車款的門板皆包含84%至92%的回收木材纖維,並因而可減輕15%的門板重量。

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義肢20萬起跳 3D列印省一半

8/26/2014

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左腳天使Yuli未來行走、伸手擁抱不是夢!根據外電報導,美國佛羅里達大學航太工程博士生曼尼洛(Albert Manero)開發出3D列印兒童義肢,價格約台幣一萬元,六歲男童亞力克斯裝上3D列印義肢後,第一次以雙手擁抱爸媽。
對3D列印技術運用在兒童義肢露出曙光,德芮達科技醫療事業部經理李佳螢說,3D列印義肢的價格較傳統義肢便宜,單肢約十萬元,還能依兒童成長速度及軀幹重量更換,台灣雖尚無將3D義肢用在人體上的案例,但未來趨勢可以期待。


兩年換一次負擔重李佳螢指出,3D列印技術製作的客製化義肢,能根據軀幹重量設計義肢結構密度,「還能減少義肢與肢體接觸面的摩擦與不適。」但3D列印義肢還需電子組件或機械支援,才能完成可動、可拿的動作。
強生義肢負責人葉力中也說,3D列印技術尚未成熟,建議Yuli在三、四歲時安裝義足,從學站和學走中感受平衡,待穩定後再安裝義手。葉說,健保提供十八歲前義肢兩年免費更換一次,但客製化兒童義肢單肢至少需二十萬元,若同時安裝三肢,且平均每兩年就要重新換裝,對一般家庭是很大的負擔。記者潘姵如





可尋求協助資源★天使心家族社會福利基金會(02)27181717
★鄭豐喜文化教育基金會(02)27532341
★伊甸社會福利基金會(02)22306685
★《蘋果》基金會(02)66016999
資料來源:《蘋果》資料室 

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搶3D列印商機 科技部周四擬對策

8/26/2014

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3D列印技術的發展,將帶動全球第三次工業革命!科技部本周四將向行政院會報告3D列印的未來與發展策略,科技部表示,未來我國將在家用類和工業用雙管齊下開發,初步選定航太、醫材及機械等領域切入發展,未來2020年預估商機達40億美元,我與日韓可一爭長短。

科技部及經濟部均各投入約二億元資源,投入3D列印技術的研發,主要在設備、材料及創新應用等三大層面,設備中包括關鍵模組發展。創新應用方面,經部技術處長林全能表示,美國最夯發展,都是高分子材料的民生用途。


林全能說,運用3D列印技術設備及材料應用在實際產品的生產,初步選定生醫、航太及金屬三方向。生醫方面例如人工骨骼,齒模,脊椎等人體植入物產品;航太方面,則以複雜零組件為主;其他有工業產品像複雜工具機模具,利用3D列印溫控會更佳。

科技部工程技術研究發展司長馮展華也指出,未來3D列印的技術發展,不會集中在單一人工便宜的基地,傳統生產基地及行銷管道都會被打破,只要被授權取得3D列印技術後,全球各地都可以是生產基地,因此誰能發展出成功軟體設計,擁有最多智財權的人,就能賺錢,而非製造者,可說是第三次的工業革命。

馮展華說,未來有二大主軸是我國切入主力,一是3D列印設備及耗材能掌握一定比例以上,利用印表機帶動耗材的產業供應鏈發展;而印表機市場區主要在軟體設計。文化部有數位典藏的基礎,是中華文化的特色,若能變成3D列印的亮點,建立巨量資料,未來我國3D列印的印表機一定會銷售很好。

馮展華指出,工業用3D列印設備,我主要競爭對手為日本,而歐美各國勢將以台灣為代工基地,雖然目前工業用以台日韓三方競爭最激烈,但我中部工具機產業技術能力較南韓佳,耗材供應鏈的製程技術也相當有競爭力,這是台灣發展3D列印技術最大優勢所在。

他表示,未來生活中使用的戒指都可以用3D列印技術來設計,以金粉鈦合金粉或白金金粉作為材料製造,對此,林全能表示,工研院南分院有一個鐳射光谷,今年已利用3D列印設備製造出黃金飾物,在新加坡得獎,材料正是金屬粉。

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3D列印ATM機殼 法騙徒盜取4萬

8/25/2014

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法國南部一名騙徒利用3D列印機,製造出自動櫃員機的假機殼,並且加入讀卡器,盜取銀行客戶資料,偷去3萬歐元(約4萬美元)。

34歲騙徒哈米德在櫃員機加上假機殼後,銀行客戶可如常提款,因此難以察覺其銀行卡資料和密碼等已被人盜取。哈米德得到這些資料後,在前往柬埔寨及突尼西亞旅遊前,將資料複製到假卡上,提取約4萬美元。

事件於去年9月被銀行職員發現。警方追查後得悉,哈米德愚蠢地利用自己的銀行卡來測試假機殼,因而留下證據。

當地警方就肇事銀行監視器拍到的片段,相信哈米德仍有同黨在逃。


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研究機構:3D列印成本太高 普及仍需十年

8/25/2014

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新華網北京8月24日電(記者李崢巍)讓3D列印改變生活仍需時間,國際信息技術研究顧問公司高德納(Gartner)最新報告顯示,全球3D列印相關技術仍需五到十年才能成熟,同時3D列印的高價位也令一般消費者難以接受。

  高德納研究副總裁皮迪·巴斯利爾認為,目前企業最常使用的3D印表機由大約40家製造商所販售,全球則共有超過200家創業公司正在研發或販售定價從數百美元起的一般消費性3D印表機。他認為,這樣的價位目前仍非一般消費者所能接受。

  近年來,3D列印技術的醫療用途越發清晰。高德納報告指出,3D列印或在醫療上會持續發力並帶來“令人振奮”的結果

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上海3D列印建築交付使用 24小時造10幢房(組圖)

8/25/2014

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一名行人從3D列印建築旁經過。新華網圖片 裴鑫 攝一名工作人員在3D列印建築內辦公。新華網圖片 裴鑫 攝

  8月21日,上海,10幢3D列印建築在上海張江高新青浦園區內正式交付使用,作為當地動遷工程的辦公用房。這些“列印”出來的建築牆體是用建築垃圾製成的特殊“油墨”,按照電腦設計的圖紙和方案,經一臺大型的3D印表機層層疊加噴繪而成,10幢小屋的建築過程僅花費24小時。

  房子不大,最高不過兩層,面積也就十來個平方,特殊之處在上上下下看不到一片磚瓦,牆體呈現出年輪蛋糕的結構,由一層層水泥材料堆疊而成,每層大約2釐米高。與眾不同的牆體,其實是用一種特殊的“油墨”,根據電腦設計圖紙和方案,在現場層層疊加“噴繪”而成。

  至於列印過程中的玄機,這項技術的發明者稱,這是他們眼下的最高機密。整個列印過程,只需要一張圖紙、一臺電腦、就地取材製造的足夠“油墨”,就可以在24小時內列印出10幢200平方米建築。

  據發明者介紹,這台高6.6米、寬10米、長32米的印表機,底面占地面積足有一個籃球場那麼大,高度足有三層樓高。且印表機長度還可以延伸,完全拉開足有150米長。印表機在蘇州工廠組裝而成。這次現身青浦的3D列印房屋,就是在蘇州列印好後搬運到上海的。

  發明者介紹,“油墨”是一種經過特殊玻璃纖維強化處理的混凝土材料,其強度和使用年限大大高於鋼筋混凝土。“空心牆體不但大大減輕了建築本身重量,還可以隨意填充保溫材料,並可任意設計牆體結構,一次性解決牆體的承重結構問題,因此無論是橋梁、簡易工房、劇院,還是賓館和居民住宅,其建築體的強度和牢度都符合且高於國家建築行業標準。”更顛覆想像的是,“油墨”擠出後會很快凝固,保證印表機能連續列印。“如果是整棟25層的住宅樓,只要打好地基,僅十天半月即可完成整棟樓的建築框架。

  房子建好之後安裝好門窗,排好各類電線管道,再由印表機列印出整體的復合地板和傢具,業主一個多月就可拎包入住。此外,使用3D列印技術,建築很環保,造價還能便宜50%。

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我的手不再是玩具 無前腿吉娃娃終於擁有3D列印戰車 

8/22/2014

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▲這是一個玩具,又不只是「玩具」。(圖/取自Turbo.Roo the 2 legged Chihuahua臉書)

國際中心/綜合報導

上面這張照片,拍的是一個玩具直升機,不過,它的「功能」又不只是玩具。看看下面的照片。



「直升機」的腳架撐起了一隻小狗──Turbo-Roo。

Turbo-Roo生活在美國印第安納州首府印第安納波利斯(Indianapolis),是隻可愛活潑的吉娃娃,但牠沒辦法像其他狗一樣,和主人玩「握手」的遊戲,因為天生沒有2條前腿,原飼主認為自己要照顧狗媽媽和其他小狗,無法照顧殘障的生命,在牠才4周大時,就把牠留在獸醫院。

獸醫助理艾許莉(Ashley Looper)說,「我對牠一見傾心。我知道如何照顧特殊的狗,因為我曾照護過有特殊需求的寵物,由我收養牠再好不過了。」

艾許莉用各種玩具為Turbo-Roo自製「輪椅」,但隨著牠慢慢成長,必須使用堅固耐用的「義肢」才行,於是,她上網為愛犬募款。



▲玩具成為Turbo-Roo的「義肢」。(圖/取自Turbo.Roo the 2 legged Chihuahua臉書)

網友的迴響相當熱烈,共募到3629美元(約10萬9千台幣),比原本預定的600美元多了好幾倍,最厲害的是,一家3D列印設計公司的員工馬克(Mark Dewrick)自願為2個月大Turbo-Roo打造一輛3D列印的四輪車。

擁有四輪車的Turbo-Roo更加活潑好動,盡情展現對生命的熱愛。艾許莉說,她會妥善運用善款,例如用在為愛犬追蹤骨骼生長、X光檢查和注射疫苗等醫療用途,不辜負網友的美意。



▲Turbo-Roo擁有真正屬於牠的四輪車了。(圖/Mercury Press/東方IC)



▲▼看看Turbo-Roo的過去(上)與現在(下)對比



原文網址: 我的手不再是玩具 無前腿吉娃娃終於擁有3D列印戰車 | ETtoday寵物動物新聞 | ETtoday 新聞雲 http://www.ettoday.net/news/20140820/391589.htm#ixzz3B5EOD9Fk
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20 年前早已發展 3D 列印技術

8/22/2014

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現時 3D 列印技術已經相當普及,就連一般人也可以買到 3D 列印機。不過原來早於二十年前,就已經有人開始運用這種技術列印出複雜的 3D 物件,而且該物件現時仍收藏在麻省理工學院之內。

二十年前,一位名叫 Branden Gunn 的 3D 列印技術發燒友,與另外兩名同伴 Ely Sachs 及 Jim Serdy 一起在麻省理工學院研究這種當時仍未興起的技術。當時他們製作出一部名為 MIT Alpha 的 3D 列印機,並利用氧化鋁粉末作為列印材料,然後透過一種特殊的結合技術,經過多次嘗試之後,終於成功列印出一個結構相當精細的土耳其聖索菲亞大教堂 3D 模型出來。雖然礙於當時的技術,列印出來的 3D 模型只有 4 cm 闊,不過在二十年前來說已經是一大突破。



來源:http://3dprint.com/12179/old-3d-prints-hagia-sophia/

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西安老太太藉3D列印換膝關節

8/20/2014

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發稿時間:2014/08/14 18:13 最新更新:2014/08/14 18:13
(中央社台北14日電)中國大陸陜西省西安市一名高齡婦人最近藉著3D列印技術輔助人工膝關節置換術,是大陸西北首例同類手術。

新華社報導,78歲的朱老太太右腳從15年前開始痛,近年來愈發嚴重,走路都有問題。西安市紅十字會醫院日前確診她罹患膝關節骨性關節炎。

院方表示,考慮到病患的年齡,要盡量減少手術創傷、出血,縮短手術時間,最大程度降低手術風險,因此採用3D列印技術,輔助人工膝關節置換術是最佳治療方案。

3D列印技術運用於膝關節置換,就是將醫生看不到的人體骨骼結構,透過3D掃描並列印出來後,做成1:1的樹脂材料模型。

經過30多分鐘手術,朱老太太膝關節置換成功。

院方表示:「手術很順利,分離軟組織少,不開髓腔,出血少,創傷小。48小時後,朱老太就能下地活動,約6天就能出院。相比傳統手術,出院時間也縮短了2、3天。」1030814


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100% 印出來!NASA 用 3D Printer 「印」太空衛星相機

8/20/2014

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3D 列印技術越來越普及,現在就連美國太空總署(NASA)都要跟上潮流!根據消息透露,NASA 將會在今年 9 月尾製造出一部全新的太空衛星相機,而且更是完全靠 3D 列印技術打造出來。

哥達德太空飛行中心工程師 Jason Budinoff 指出,今次是 NASA 至今為止第一部完全由 3D 列印技術製作的儀器。他們首先會打造一部 2 吋大的攝影機,然後在地面上進行真空熱力及震動測試,同時亦會列印出一個 14 吋的雙管望遠鏡。當組裝及測試都沒有問題後,便會再送到太空進行下一步的測試。

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不過與一般 3D 列印技術所採用的塑膠材料不同,NASA 的 3D 列印技術將會用上金屬作為材料,而使用這種方法製造儀器的好處,是金屬粉碎可以完全由電腦噴頭控制,零件的形狀可隨意變更,而且所需製造的零件數目也相對比較少,比起傳統的方法會有更少的限制。

來源:http://www.firemonkey.biz/nasa-builds-worlds-first-3d-printed-space-camera/#sthash.7R9MWfME.dpbs

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12歲童罹惡性頸椎瘤 3D列印救命

8/20/2014

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大陸一位12歲男孩罹患頸椎惡性腫瘤,隨時可能因為停止呼吸而死亡,不過大陸現在已經有「3D列印頸椎」的技術,成功替男孩完成手術,創下世界首例。

  幾個月前,這名12歲男孩因為用頭去頂足球,隔天感覺有點頭暈,一個月後就全身麻痺,送醫後確認,這是一種罕見的,頸椎多發惡性腫瘤作祟,要是不動手術,男孩隨時可能會癱瘓,或是因為呼吸停止而猝逝。

  北京大學第三醫院醫師,3D打印我們完全可以按照,我們這個樞椎的形態,我們來做一個和它類似的,舊的手術方式,是把頸椎移除之後,用鈦網去支撐,但是容易出現椎體塌陷,椎間高度難以維持的狀況,到時後患者的頭,可能就抬不起來。

  但是現在的3D列印技術,製造人工椎體,就不需要金屬鈦網固定,男孩一共接受兩次手術,每次手術5個小時,術後第5天轉普通病房,術後12天下床行走,現在已經康復出院了。大陸的北京大學第三醫院,利用3D列印頸椎,治療惡性腫瘤,成功創下世界首例。

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西安老太太藉3D列印換膝關節

8/19/2014

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發稿時間:2014/08/14 18:13 最新更新:2014/08/14 18:13
(中央社台北14日電)中國大陸陜西省西安市一名高齡婦人最近藉著3D列印技術輔助人工膝關節置換術,是大陸西北首例同類手術。

新華社報導,78歲的朱老太太右腳從15年前開始痛,近年來愈發嚴重,走路都有問題。西安市紅十字會醫院日前確診她罹患膝關節骨性關節炎。

院方表示,考慮到病患的年齡,要盡量減少手術創傷、出血,縮短手術時間,最大程度降低手術風險,因此採用3D列印技術,輔助人工膝關節置換術是最佳治療方案。

3D列印技術運用於膝關節置換,就是將醫生看不到的人體骨骼結構,透過3D掃描並列印出來後,做成1:1的樹脂材料模型。

經過30多分鐘手術,朱老太太膝關節置換成功。

院方表示:「手術很順利,分離軟組織少,不開髓腔,出血少,創傷小。48小時後,朱老太就能下地活動,約6天就能出院。相比傳統手術,出院時間也縮短了2、3天。」1030814

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用歐巴馬的頭當骨灰罈 只要7.5萬

8/19/2014

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2014年08月18日00:43

在火葬成為趨勢的現在,替所愛的人挑個適當的骨灰罈,遠比挑副棺木來得重要。美國一家公司突發奇想,利用流行的3D列印技術,開發出客製化、實物大小的「人頭」造型骨灰罈,而且拿美國總統歐巴馬(Barack Obama)當作樣品,做了一個歐巴馬首級的骨灰罈,雖然不敢說維妙維肖,但一眼就能認得出來。

當然,透過3D列印技術,也不一定非要製成人頭的樣子,也可以把想要的臉套上超人的身體,做成縮小比例的超人骨灰罈。這樣的客製化服務索價並不便宜,如歐巴馬的首級骨灰罈就要價1500英鎊(約台幣7.5萬元)。(於慶中/綜合外電報導)

凱特布蘭琪首級,或是將超人的臉部換掉,都可當作骨灰罈用。翻攝自《太陽報》


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3D印表機 一個骨科醫生的探索

8/19/2014

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把CT數據輸入3D印表機,噴頭開始緩慢地堆積聚乳酸材料,10分鐘過去,依舊只是薄薄一層白色固體……骨科醫生秦曉東沒有想到的是,真正拿到骨骼模型的時候,他心裡的謎團瞬間解開。手術開始之前,他把模型帶進了一號手術室。

  一臺矯正手術

  33床的顧美珍換上手術服,心情稍微有一點緊張。但她已經受夠了自己的右腳,因為骨骼畸形,走路的時候只能外側著地,一瘸一拐的,小拇指下麵磨了厚厚一層老繭。最近一年,她的腳踝內側開始疼痛,嚴重的時候,她找來止痛藥,一股腦吞下去幾粒。久而久之,這隻畸形的右腳裡面像是藏了一個驕橫的魔鬼,吃藥能維持的時間越來越短,魔鬼越來越猖狂,也把她從一個猶豫不決的農村婦女磨成了一個堅強果決的患者,她決定:“去南京的大醫院做手術。”

  秦曉東也做好了準備,他是江蘇省人民醫院的骨科醫生,這一天他很早就醒了,提前到了辦公室,從抽屜里拿出一個東西,通體白色,底座上伸出五根豎直的細長分支,錶面並不平滑,能看出材料的肌理,這是一個用3D印表機列印出來的模型,完全按照顧美珍的CT數據,理論上說,這複製了她右腳的骨骼形狀。

江蘇省人民醫院創傷骨科主任醫師秦曉東  前一天下班之前,秦曉東才收到模型,打開包裝看到實物的那一刻,他興奮得拍大腿,模型解決了他的重大疑問——為什麼顧美珍腳踝內側會痛?她第一次來看專家門診的時候,丈夫背著她一路到醫院,兩人都滿臉愁苦,她指著自己的右腳內側說,“疼得受不了”。可是,按照秦曉東的經驗,用右腳的外側走路,力量集中,疼痛的地方應該也在外側。

  人體足部每側有26塊骨頭,33個關節,結構複雜,CT並沒有給他直接的答案,顧美珍右腳的骨骼顯示在膠片上,最明顯的特徵是距骨畸形,這是一塊起著重要連接作用的骨頭,因為它的特殊形狀,顧美珍整個右腳的朝向受到了嚴重影響。至於內側為什麼會痛,秦曉東沒有想清楚,這讓他心裡隱隱不安。作為一個骨科醫生,他非常不喜歡這種感覺,“必須得看得清清楚楚,才能判斷出真實的情況,否則開刀的時候,心裡沒底”。

  直到模型擺在眼前,秦曉東心裡的謎團才被解開,右腳偏內側的舟狀骨是有問題的,形狀和位置都與常人不同,因為發育不良,這塊形狀本應像是一葉小舟的骨頭,被擠成了一個可憐的小圓錐。更重要的是,這塊“小圓錐”和顧美珍的內踝挨得太近了,這本來是兩塊不應該有直接接觸的骨頭,可是顧美珍每走一步,它們都輕輕摩擦一次。秦曉東把這種情況叫作假關節,和真的關節不同的是,兩塊骨頭之間沒有關節軟骨,更沒有關節液的潤滑,每一次接觸都刺激著附近細密的神經,讓她感覺到鑽心的疼痛。

  他對自己空間想像力的不安在瞬間釋放。手術開始之前的一個小時里,他在辦公室里對比著CT,變換著幾個角度觀察著模型,隨後又把它帶進了一號手術室。

  顧美珍已經躺在手術臺上,護士將感測器與電子儀器連在一起,屏幕上開始顯示4條顏色不同的波形數據,儀器發出的嘀嘀聲充滿整個手術室。她已經進入全身麻醉狀態,右腿綁上了止血帶,綠色的手術單蓋在身上,只露出右側小腿以下的位置。

秦曉東(右)讓護士把3D列印模型拿給他看,以便準確找到腳部畸形患者的舟狀骨  秦曉東40多歲,微微有一點胖,對每一個人說話都溫柔而有耐心,他很認真地問過顧美珍,如果確定要手術,她要接受矯正之後的新挑戰——重新學習走路,改變她過去50多年的走路姿勢,努力像正常人一樣,兩隻腳都用腳底著地。顧美珍幾乎沒有猶豫,她已經不能和“魔鬼”共處下去了,甚至做了截肢的打算。見到秦曉東之前,她去了南京市另一家醫院,她覺得醫生不夠理解她的痛苦,又去排了秦曉東的專家號。檢查結束之後,她放心了很多,說:“這個醫生不嫌患者的腳臟,來來回回地檢查了好幾遍。”

  手術即將開始,白色的足部模型經過消毒被放在電刀臺上,並沒有觀片燈上掛著的CT片顯眼。但秦曉東覺得模型有強大的作用,骨骼的結構和形狀像是從平面的圖片蹦出來一樣到了他的面前,他穿上鉛衣,外面又套上一層綠色的手術服,一直皺著眉頭,大腦在飛快運轉,眼神停留在CT片上,很快又轉回電刀臺上的模型。

  陳浩是秦曉東的助手,他用碘伏來回擦拭著顧美珍的右腳和小腿,腳踝像是弓箭被拉起來的弦一樣向外鼓起來,內側的形狀像是字母“C”,這隻被“魔鬼”糾纏的腳很快被碘伏染成了黃褐色。顧美珍對此一無所知,被全身麻醉之前,她知道有一個白色的模型放在一邊,和她的腳型一模一樣,至於3D列印是什麼,她唯一的概念就是“很先進”。

  因為模型的出現,手術方案在前一天已經修改,顧美珍疼痛的右腳內側以及小腿也需要開刀,這是之前手術計劃之外的。秦曉東的第一個目標是找到右腳上的脛後肌腱,這條肌腱多年來像是一根繩子,死死地拽著顧美珍的腳,他要把它剪斷、抽出,再穿過皮下隧道把它固定在中間楔骨上,這樣,“繩子”將不會再往錯誤的方向拽了。

因為有了3D列印模型做參照,顧美珍右腳的手術只進行了一個小時  可是,第一刀要下在哪裡?尋找這根肌腱需要先找到舟狀骨,而顧美珍右腳上的骨骼結構和常人不同,按照經驗來判斷很可能會找錯位置。秦曉東心中已經對顧美珍的右腳有了一個大致的判斷,但是切下第一刀之前,他還是讓護士宋妙把模型拿給他看。

  “不是這個角度,翻過來!”模型下帶著一個同色的底座,加上骨骼的畸形,宋妙把外側的一面舉在他面前,令他有點急躁,舟狀骨的位置在內側。模型上可以很清晰地看到,這塊“小圓錐”接近腳踝,距離大約是1釐米,1:1比例的模型給了秦曉東一個誤差不會太大的位置建議,他憑著經驗切下了手術的第一刀。

  腳上的脂肪層和肌肉並不多,切開皮下組織和筋膜層,讓顧美珍疼痛得“不想要右腳”的舟狀骨出現在醫生眼前,秦曉東順著舟狀骨順利找到了脛後肌腱,“繩子”的止點被剪斷。懸著的一顆心放下來一半,隨之而來的是一點成就感,秦曉東向本刊記者形容這種感覺:“像是駕船在大海上航行,這片天地只屬於我們幾個人,我們必須絕對的默契和準確,為了完成一個共同的使命。”

  手術僅僅是完成了第一步,秦曉東不能放鬆,接下來最重要的部分是做楔形截骨,這是矯正腳型的關鍵。醫生要完成的任務像是切一塊蛋糕,從中間的部分切下一塊適當的體積,再把一邊推過來固定,蛋糕扇形的角度會變小,對於顧美珍的右腳來說,變小的這一塊正是她外側突出的骨頭,如此,完成矯正。

  秦曉東和陳浩又把眼光投向手術臺上的模型,手術雖然是開放式的,但不可能完全暴露所有的腳部骨頭,他們的視野非常有限,為了降低感染的風險,他們必須切一個儘可能小的切口,準確地找到截骨的位置。宋妙很自然地把模型舉起,把突出的“右腳”外側朝向醫生。從哪裡切,切多少,秦曉東盯著模型估測位置,對照他之前在三維重建上計算的數字,心裡有底了,他切開皮膚,拿起擺鋸截骨,幾乎一氣呵成。他終於鬆了一口氣,如果只依靠以往的經驗一點一點地截除骨頭,手術時間可能會延長一倍。

  五顆鋼釘固定著顧美珍的右腳,陳浩負責最後的縫合,秦曉東把模型拿在手裡,對比顧美珍已經矯正過的腳,他覺得滿意,又把模型像寶貝一樣拿走。

  模型:一次嘗試

  秦曉東把模型放進了自己的背包里,在醫學院本科同學的聚會上,他拿出來和同學們分享,白色的足部模型被大家傳看,評價不多。同學們都年過四十,大部分在和醫療領域相關的公司工作,只有兩個人做了骨科醫生。“南京新街口也有3D列印店啊,你可以定製自己的小塑像。”一位穿著優雅的女同學說。

  “是的,和普通的骨骼模型不同,就是因為定製,一個患者遇到的情況一定是獨一無二的,列印出來的骨骼結構也是獨一無二的,你可以清晰地看到她個人的情況,和看片子不同,每一塊骨頭都以它原本的面貌展現在你眼前。”同學們並沒有表現出很大的興趣,秦曉東還是忍不住分享自己的感想,一個手腕被他開刀做過手術的男同學端起一杯酒要和他碰杯,3D列印的話題就此戛然而止。

  並不是每一個人都能理解他的快樂,但作為骨科醫生,秦曉東對“看得更清楚”有近乎偏執的渴望。“這是我的夢想。”他和本刊記者說。90年代末,核磁共振成像技術剛剛開始普及,一個當過兵的朋友得了病,先是被診斷為風濕,後來又到神經內科治療,秦曉東去醫院探望。“他說兩個胳膊麻得厲害、腿也不聽使喚,我一想他在部隊練過頭頂開磚,當時就覺得這應該是我們科的事。”秦曉東趕緊帶他去做核磁共振,醫生在片子上看到頸椎間盤的問題,朋友才轉到脊柱外科,開始對症治療。秦曉東內心很感慨,新的技術讓醫生有了更多的方法“看得更清楚”,而不僅僅是按照癥狀和經驗來診斷。接觸到3D印表機,他覺得這很可能又是一次革新。“所有複雜的骨骼畸形、嚴重的粉碎性骨折,你在CT上看不清楚的、有疑問的,那就列印一個出來看看。”

  秦曉東最初對3D列印的興趣發生在2013年4月,在此之前,他聽說過3D列印手槍,對這種技術有好奇心,但也僅是停留在心裡的一個問號。因為一次在北京積水潭醫院的研修機會,他在創傷骨科主任醫師吳新寶的辦公室里看到了一個畸形骨盆的模型,淡黃色,看上去和木頭的質地類似,幾個進修醫生都在用手機拍照片,他問了才知道,一個年輕女孩因為骨盆的陳舊性骨折住院,手術非常有挑戰性,而眼前這個模型是用3D印表機列印出來的。這讓秦曉東眼前一亮,模型清楚地展示出骨盆畸形的程度和移位方向,缺損的部位和大小。

  再一次看到這個模型的時候,之前歪斜的骨盆已經完全不同,“骨頭”已經被矯正,但是,整個模型幾乎支離破碎,被骨圓針勉強固定著,看起來形狀已經接近正常人的骨盆。秦曉東又激動又遺憾,這模型還可以預先手術,可是他錯過了!

  正式手術的時候,他提前空出了時間去觀摩,那個看起來支離破碎的模型被護士小心翼翼地拿到了手術室,醫生們想通過模型來看清楚患者的骨盆情況。只是,當手術開始的時候,面對已經被矯正的模型,他們忘記了原來的畸形到底是什麼樣子,只好再看CT,對照模型回憶。秦曉東站在一旁,心裡默默總結:“如果要預手術,一定要列印兩個模型,一個用來預手術,一個用來觀察。”

  離開積水潭醫院回到南京,科室里還沒有3D印表機,秦曉東有點靦腆地和本刊記者說:“我一直覺得自己是一個在手術方面有一點天賦的‘匠人型’醫生,享受站在手術臺上專註的感覺,只有手術臺上是我的天地,至於建議領導買新的設備,我不太好意思說。”

  直到今年6月,秦曉東所在的科室引進了一臺3D印表機,他一得到消息就跑去科主任李翔的辦公室,這台市場價20萬元左右的機器放在窗邊一角,和他之前在德國參觀的3D印表機不一樣,乍一看更像是家用洗衣機,白色的機身和上蓋,下麵有一塊暗色的玻璃門,斜對面放著輸入和處理數據的主機箱。秦曉東自然不會放過機會,利用3D列印的技術,也許可以解答他對顧美珍右腳的疑問,他聯繫了廠商,叫上讀研時做過數字化骨科項目的陳浩,計劃周末就去學學怎麼列印。

  陳浩早就看好3D印表機,坐在值班室辦公桌上一個1米高的脊柱模型旁邊,他向本刊記者說起他去年流產的投資計劃,顯得有一絲遺憾。“可能是因為年輕人對技術的敏感,我和大學同學一年之前打算投資開一個幫助患者列印模型的小公司,後來因為成本過高,也沒有找到很合適的模式就不了了之了。”

  在常州公司的展廳里,他們看到了各種部位的模型,每一個白色聚乳酸堆積的形狀背後都是屬於某一個人的個性化數據。這家公司的負責人胡曉文找了負責培訓的員工給醫生做了一場小培訓,機器是他們專門給醫生研發的,操作非常簡單,陳浩把顧美珍的CT數據做了轉換,列印開始。

  暗色玻璃後亮起一盞白燈,噴頭來回運動,一點一點地噴射白色的乳狀材料,節奏有條不紊,感覺像是一個氣定神閑地捏著橡皮泥的匠人。秦曉東盯著玻璃罩里黃色的底板,乳白色的材料過了很久才有一點成型的樣子,底座上的材料以極慢的速度加厚,形成的僅僅是腳底的一個部分。

  胡曉文則顯得十分有耐心。“我之前接觸到的所有機械製造幾乎全部是減材製造,你需要先設計圖紙,再用一個整塊的材料在機床上切割、打孔、拼接等等,整個過程是在一個成型材料上逐漸減材,如果你只想生產一個,那成本非常高,而3D列印是增材製造,個性化的需要在這種製造模式上有了可能性。”比之於尖端的科研機構直接列印植入物、軟組織甚至是器官,胡曉文的嘗試顯得更加實用,他把患者的骨骼模型快遞到醫生手裡,把傻瓜式操作的3D印表機送進醫院,讓秦曉東和陳浩能在一天之內拿到模型,並且認同這種新的信息獲取方式。

  從總經理辦公室出來,他走到3D列印的展覽廳里,三台機器放在門邊正在工作,幾個巨大的電風扇在旋轉,小小的印表機噴頭一刻不停地工作。6個小時之後,顧美珍的右腳模型出現在白色的燈光之下,像是一個舞臺上的主角。(為保護患者的隱私,文中顧美珍為化名;感謝吳倪娜對本文采寫提供的幫助)

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汽車 珠寶 狗關節 全能印出

8/19/2014

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2014年08月18日

3D列印被稱為第三次工業革命,已被運用在珠寶、鞋子、建築、汽車等廣泛使用,用3D繪圖軟體建模後,再印出立體成品,較傳統建模方式更精準,近年也用做健康和寵物醫療用途,除已有製作鴨子義肢外,國外也有製作狗的輪椅,國內則有製作狗髖關節的成功案例。
工研院南分院經理劉松河表示,3D列印是以3D繪圖軟體進行數位建模,再以3D列印機印出立體成品;列印過程如擠牙膏或奶油,一層一層愈疊愈高,以前成品多為塑料,現有發展到金屬、陶瓷、透明玻璃材料等,工研院兩年前曾成功為十多歲、關節退化的黃金獵犬植入3D列印的髖關節。


用粉末堆積成形劉也說,國內有些醫院已嘗試把3D列印運用在醫療器材上,如為病患製作齒模,進行牙齒矯正等。
朗朗設計負責人陳敏傑表示,一般的模具打樣,多是一塊實體的木頭或金屬,經過車床切銑削,如減法製造,一塊一塊削去,慢慢製成模型,3D列印則是加法製造,使用金屬粉末雷射燒結、石膏粉末堆積成形、塑料熱熔堆積成形等。在國外3D列印已廣泛使用在珠寶、鞋子、建築、汽車等,近年也有人幫吉娃娃製作代步的輪椅。記者戴安瑋、徐毓莉 

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全台首例! 3D列印義肢 跛腳鴨會走了

8/19/2014

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2014-08-18  10:23 〔本報訊〕原在台大醉月湖生活的北京鴨「呱呱」,今年4月遭到野狗攻擊左腳,被送到獸醫院開刀後卻仍是跛腳鴨,國內3D列印業者替牠做了義肢,幫助牠恢復行走能力,讓呱呱成了全台第一隻,也是全球第二隻使用3D印義肢的鴨子。

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  • 全台第一隻,也是全球第二隻使用3D印義肢的鴨子呱呱。(圖擷取自TVBS)


根據TVBS報導,今年4月呱呱遭野狗攻擊,被送到動物醫院,牠的左腿膝關節脫臼、小腿也骨折,醫院幫牠動了3次手術後才接了回去,但後來牠的左腳掌外翻,雖曾試圖用軟墊幫牠做鞋子,但效果卻有限。

所幸國內3D列印業者跳出來,自願幫呱呱做義肢,不過過程繁雜,歷經了9次才成功。穿上義肢時牠還一度不適應,但15分鐘後已能順利行走。現在呱呱已被領養到烏來山區,動保團體也希望這項技術能被廣泛應用,造福更多動物。

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第三次工業革命! 3D列印宅24小時「列」出一棟房子!

8/12/2014

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好房News記者徐宇婕/整理報導 3D列印的話題打得火熱,想必沒有人不知道,被喻為「第三次工業革命」的3D列印,標榜大大小小的事物都可以經過一台巨大的3D列印機「列印」出來,沒想到居然連房子也可以!在上海高新青浦園區內就憑空出現了一棟房屋,就是由3D列印機花費僅僅24小時就完成的傑作。 3D打印的房屋,外觀牆面有如泡麵般的紋理,使用廢棄建材製作「油墨」。(翻攝自Youtube畫面)

原文網址: 第三次工業革命! 3D列印宅24小時「列」出一棟房子! | 好房News | 最在地化的房地產新聞 http://news.housefun.com.tw/news/article/83651874752.html到底是怎麼列印出來的...根據大陸OFweek3D打印網的報導,房子是由一台超~級巨大的3D列印機所列印出來,到底有多大呢?高6.6米,寬10米,長32米,底座有一個籃球場那麼大,高度足足有三層樓高,長度還可以延伸至150米! 而「列印」房子的過程,只見巨大的噴頭不斷噴出灰色的油墨,呈Z字狀排列,層層疊疊上去,很快便砌成一面高牆,牆與牆之間還可以像搭積木一樣疊起來,再用鋼筋水泥進行二次「打印」,連成一體,在列印前可以設定讓門窗的位置在打印的過程中就預留出來。 而列印所用的「油墨」就更特別了,是使用建築廢料高標號水泥及玻璃纖維,經過技術處理、加工、分離製成的,不但能回收資源不造成浪費,還可以壓低價格,讓更多人有房子住,但是有學者也擔心「油墨」本身的安全問題,乘載力強度以及耐久性。 但是3D列印無庸置疑成為另一項新興科技,並開創人類建築業的新大陸。

原文網址: 第三次工業革命! 3D列印宅24小時「列」出一棟房子! | 好房News | 最在地化的房地產新聞 http://news.housefun.com.tw/news/article/83651874752.html
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3D列印引導大量客製化製造趨勢

8/12/2014

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3D列印引導大量客製化製造趨勢 2014/08/11-DIGITIMES企劃  

雖然自從3D列印技術出現後,不少人提出3D列印堪稱是第三次工業革命,但台北科技大學機械工程系副教授汪家昌指出,其實第三次工業革命應該是「數位製造」與「在地製造」,但不可否認的是,3D列印技術確實在其中扮演相當重要的角色。

汪家昌回顧不同階段的工業革命重點,指出第一次工業革命的重點,是因為蒸氣機發明後,帶動紡織工業發展,自此導入大量生產的觀念;第二次工業革命的重點則是內燃機,帶動汽車工業等製造業領域的發展;第三次工業革命的重點,其實是綠色能源及綠色製造,由於希望減少能源消耗,運輸需求也能儘量減少,在地製造的趨勢因此興起,也讓3D列印有更大的發展的機會。

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台北科技大學機械工程系副教授汪家昌。

3D列印之所以會在2013年開始火紅,其實與美國總統歐巴馬的國情咨文演說,有相當大的關係。歐巴馬在演說中提出,將投資製造業以創造就業的計畫,希望透過推動先進製造創新,使美國企業更具競爭力,重振美國的製造業,並將工作帶回美國。

他提出以一次性10億美元的投資,在全國成立一個由15個製造創新研究院組成的網路。憑藉特定區域的優勢,各製造創新研究院將匯集企業、大學和社區學院資源,與政府合作投資開發世界領先的製造技術和能力,使總部設在美國的製造商可以應用在生產上。在此之後,媒體就開始大幅報導3D列印,也形成一股潮流。

回顧3D列印歷史,汪家昌指出,其實在1989年,3D Systems提出的名稱是快速成型RP(Rapid Prototyping),其他名詞還有MIT一樣在1989年提出的3DP(Three Dimensional Printing)、1990年被稱為實體自由製造SFF(Solid Free-form Fabrication),但正式的學名應該是美國材料與試驗協會(ASTM)在2009年提出的積層製造AM(Additive Manufacturing),但從2011年之後,3D列印(3D Printing)已經成為廣為人知的稱呼了。

至於究竟是誰發明3D列印?包括美國Blanther、3M公司、日本東京大學的中川威雄教授、日本的小玉秀男、英國的Bill Masters in Greenville,都宣稱發明了3D列印技術。汪家昌認為,除了要擁有發明與專利外,如果從能夠將3D列印技術商品化的角度來看,3D Systems其實才是發明3D列印的主要角色。

但由此也可看出,3D列印技術發展非常的早(在1984年開始),因此在現今主要的專利都已過期,所有的業者都能做,現在甚至已經可以看到新台幣1萬多元的3D列印機,在大陸等市場,更可看到3D列印機的銷售,出現爆炸性的成長。

但汪家昌認為,由於3D列印機的價格降得太快,導致機器生產者難以獲利,因此不管是產品或品牌的壽命都很短,而且許多3D列印機使用的技術,是很久以前的專利,生產品質未必良好,但想要改良產品,並不容易,因為許多3D列印關鍵專利雖已過期,仍會有人持續改良,仍有可能會衍生出新的專利,業者一樣要小心不要牴觸。

因此,3D列印技術未來仍有可能會不斷推陳出新。汪家昌指出,ASTM目前將3D列印分成7大類型,其中最有代表性的是光聚合固化技術(Vat Photopolymerization;VP),最便宜的主流技術是材料擠製成型技術(Material Extrusion;ME),其他5種技術則分別是材料噴塗成型技術(Material Jetting)、黏著劑噴塗成型技術(Binder Jetting)、粉體熔化成型技術(Powder Bed Fusion)、疊層製造成型技術(Sheet Lamination) 與指向性能量沉積技術(Directed Energy Deposition),但未來甚至有可能會有第8種。

事實上,如何進行3D列印,雖然仍是主要的3D列印專利發展方向,但汪家昌也指出,3D列印可以用來做什麼,也是可以申請專利,相關業者要注意,未來有關3D列印的專利布局,將會愈來愈沒有發展空間。

富比士(Forbes)曾提出對於3D列印和製造業未來發展的報告(3D Printing and the Future of Manufacturing),報告中指出,3D列印將會成為工業能力的必要手段,也會開始進入生物醫療領域,客製化商品將成為常態,讓產品創新速度變得更快,更會有新公司以3D列印開發出創新的商業模式,3D列印商店也將會走入賣場,關於知識產權的爭議也會開始浮現,但整體而言,3D列印將可讓我們看到以前無做不到的產品,賦予工廠新的生產能力,更可深入校園,讓更多學生可以在學校使用3D列印,實際做出成品。

因此,汪家昌認為,現在的3D列印趨勢,重視的是輸出的結果,已經可以作為最終產品,而不只是樣品的概念。業者要了解不同的3D列印市場特性,可以用來做什麼。如興趣愛好及工業生產的需求導向,就完全不同,如在2013年一份針對消費者為什麼要使用3D列印的調查中發現,得到最多同意的其實是「好玩」,得到最少同意的是「能賺到錢」,但後者對企業而言就相當重要,而工業等級的3D列印生產的成本雖高,但現在也已經漸漸擺脫泡沫期,其主要也是因為找到可以發揮的市場舞台。

至於消費性的3D列印主要是用來印什麼,從下載檔案分類來看,發現列印數量最多的產品類別,其實是用來把玩的產品居多,如公仔、手機殼等,真正應用性不高,列印的結果,品質也往往讓人失望,都會影響3D列印未來的市場發展。

汪家昌認為,處於萌芽期的3D列印,要想出正確的發展策略,才能跨越市場鴻溝,如大型企業應可著重開發系統與技術,中型企業則是設法導入現有技術,小型企業則是應用現有設備與材料,還要有具前瞻性的企業,努力尋找全新的應用模式,唯有結合核心技術及核心知識雙引擎的進步動力,配合有系統的教育訓練與認證架構,培育出核心競爭力,並配合可大量複製的模式,以及市場可接受的解決方案,才能吸引產業資源投入,進而形成產業生態系統。

所以要掌握3D列印未來的發展趨勢,汪家昌認為,要先了解製造行為是如何發展。在50年代時,工廠製造的產品種類並不多,甚至只需要生產一種產品即可,如南僑肥皂,只需要少數且固定的原物料,生產機器也單純許多,能夠壓低成本的大量製造技術,自然成為製造業最重視的技術。

但到了60年代,市場開始重視品質,以肥皂為例,市場會希望能銷售不同味道的香皂,此時不見得要大量生產,而是要批量生產,而且不同的批量跟批量在交換時,因為有可能會出現浪費,如何加快交換的速度,就促成70年代出現的彈性製造技術。

而到了2000年之後,開始強調的是大量客製化,至於2010年之後,強調的就已經不是單純的大量客製化,而是要在地製造,製造商品的店面不用大,生產的商品,外型也將是很重要的因素。

汪家昌強調,3D列印只是工具,而不是核心,如何設計3D物件,產品是否符合市場需求,都需要加以注意,否則就算擁有3D列印技術,很可能也只是造成「垃圾進、垃圾出(Rubbish in, Rubbish out)」的結果。

汪家昌認為,O2O(Online to Offline)模式,是3D列印可以發展的模式,可以應用的領域,包括藝術、車用零組件、醫學輔具等。但汪家昌強調,重點不是做什麼,而是怎麼做。業者可以透過Online的環境,提供消費資訊給消費者,消費者也可以直接下單付款,除了可以迅速累積大量年輕族群消費者外,還可追蹤消費者資訊,業者再透過Offline的實體店,提供Online無法取代的面對面服務,品牌價值也因為可以跟消費者面對面,而更容易傳遞,需要那些知識,才是能夠創造價值的地方。

為了能夠提供消費者量身定製的服務,汪家昌認為業者應該要具備:檢(量測技術)、驗(分析技術)、配(建模技術)、製(製造技術)、證(實證認證)5種能力。如過去要配眼鏡時,因為不知道是否適合自己的臉型、戴起來舒不舒服,往往要一副一副換,但透過3D列印技術,就可能設計消費者個人專用的眼鏡。

但另一方面,也有人訴求用兩周的時間,就可以用3D列印技術做出義肢,但卻忽略了,以現在的技術根本不需要這麼多時間,設計師也不見得會用數位技術。

事實上,誰來做3D數位設計,誰能滿足大眾需求,才是3D列印未來的發展關鍵。汪家昌強調,後端的製造技術其實已經準備好,但誰能將其知識加入並滿足高效的3D設計,才是價值的所在。現在缺少的不只是設計者而已,還需要滿足特定目的及好上手的3D設計軟體,也是3D列印趨勢未來發展,值得關注的方向。


DIGITIMES中文網 原文網址: 3D列印引導大量客製化製造趨勢 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&packageid=8713&id=0000389507_HAL6K8TVLEXDHT8YNZL4X&cat=25#ixzz3A9zOUTLw
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3D列印開源平台 挑戰無限可能 

8/12/2014

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3D列印開源平台 挑戰無限可能 2014/08/11-DIGITIMES企劃  

隨著製造科技的迅速發展,一波波的工業革命也隨之而來。台灣歐特克資深技術經理蔡進忠認為,第一次工業革命,本質上是生產力的提升,關鍵在於用機器取代人力;第二次工業革命,則是製造效率的提升,關鍵在於用電腦取代人工,許多作業都已電腦化;第三次工業革命的重點,則是注重客製化,追求個性化商品的製造,相關科技如3D列印也因此應運而生。

促成第三次工業革命的因素,首先是巨量資料分析技術的出現,雖然巨量資料技術並非嶄新的技術,但近年來因為相關軟硬體的成熟,終於可以讓企業完整的記錄客戶的行為,包括喜歡買什麼或是做什麼,然後做進一步的應用;其次則是物聯網的出現,可以讓物物相聯,應用在工廠製造,可以讓工廠生產的元件資訊彼此互通,最後也是最重要的,就是3D列印。

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台灣歐特克資深技術經理蔡進忠。

3D列印會成為製造業新的潮流,追溯本源,首先是從2012年10月Shapeways在紐約成立,提供線上3D列印服務開始,然後在2013年1月,美國總統歐巴馬在國情咨文提出「3D列印可以振興工業」後,業界便開始紛紛投入3D列印的技術研發或產品製造上。

如Nike公司在2013年2月積極投入3D列印,並用於開發新款運動鞋,目前已經有部分鞋款的鞋底,確實已經在用3D列印製作,尤其是針對需要特殊設計如扁平足的鞋款,更是需要使用3D列印技術;微軟在2013年7月宣布Windows 8.1支援3D列印輸出功能;NASA在2013年8月試射裝有3D列印製造零件的火箭引擎;Amazon及其他知名的網路商場,也都在2013年陸續開始行銷3D列印設備。

3D列印會在這麼短的時間迅速崛起,與3D列印的專利解禁,有著相當密切的關係。蔡進忠指出,3D列印技術在1980年代即已出現,從第一代的快速原型,到模具及工具的發展,進而發展到數位製造及個人自造的產業趨勢,促成更多廠商投入,降低3D列印成本,使用的人也就愈來愈多,更因此激發出大量生產以外的商機,3D列印的產業趨勢可說已經具體成形。

3D列印的基本概念,其實跟印表機相當類似,只是印表機在印出一般文件時,列印時只能印出一層墨水,但3D列印則是使用多層列印技術,一層一層的堆疊起來,而製造出產品。

3D列印的技術可以從材料來分類,也因此在不同的時期會有不同的名稱,使用固態材料的技術有LOM,使用半固態材料的技術則有FDM,使用液態材料的有SLA、DLP及SGC,半液態材料技術則稱為MJM,最後則是使用粉末材料技術的SLS及PGP,但不管是使用哪一種材料,3D列印最常見到的稱呼方式,主要就是積層製造(Additive Manufacturing)及快速原型(Rapid Prototyping)這兩種說法。

3D列印對於工業製造最大的影響之一,就是改變產品及模具的開發流程。蔡進忠指出,有了3D列印技術,包括產品打樣、可動樣品等,都可在模具開模前完成,確定產品外觀及機構動作的方式。

早期由於3D列印成本高,所以應用在前述產品開發流程的機會,並不是很大。近年來包括材料及製程技術的改進,投入的廠商愈來愈多後,目前的3D列印技術,從創意概念的形成,到產品建模,確認造型、機構及電子設計後,就可以上傳模型,執行3D列印,進而直接生產成品,模具開發的流程可以整個省略掉。

但不是所有的產品都可以這麼做,蔡進忠指出,3D列印只適合個性化的小量生產,不能取代大量製造。以個人電腦的組成為例,其中電路板、鐵件,目前的3D列印技術都做不出來,只有塑件還有一點可能。

3D列印不能取代大量製造的瓶頸,主要原因就是3D列印成品是採積層製造,無法像射出成形技術一樣,做出表面很光滑、組織很密實的商品,可以說是積層製造技術的宿命。此外,帶有金屬鑲件的產品如手機外殼,3D列印目前做不出來。還有輕薄短小的產品為了加強韌性常使用玻纖材質,也無法以3D列印生成。

此外,3D列印的成型週期時間比較長,如果使用射出成型填充一個塑膠件,可能只需要幾秒鐘。但如果使用3D列印,可能需要幾小時列印成型。但3D列印技術雖然有很多技術瓶頸,但在個性化、小量製造(不需要開模)、不需要進行產線規劃的領域,仍然有很大的商業發展空間。

3D列印技術能夠順利用於產品設計上,蔡進忠認為有兩個重要的里程碑,首先就是1986年,3D System推出全球第一台RP設備SLA1,讓3D列印技術走出實驗室,開始商業化,成為真正的商品。

另外則是MakerBot公司推出硬體開源平台,讓3D列印技術細節公開,激發更多的廠商積極參與3D列印設備開發;2014年5月,歐特克(Autodesk)宣布啟動SPARK開源專案,希望能用類似Google Android的軟體開源平台授權方式,讓廠商可以取得3D列印關鍵技術,讓3D列印更普及化。

歐特克3D列印開源平台可以分為平台授權、設計建模、模型後製及硬體藍圖4個部分,開源平台將會針對硬體製造廠商,免費授權使用平台架構,並提供正向或逆向建模,以實現設計美好的創意。提供列印成型前網格模型的轉位、修補及建立支撐,也會提供3D列印設備的硬體技術範本及API,讓廠商可以迅速應用歐特克已經測試過的技術及材料,切入3D列印設備製造領域。

歐特克3D列印開源平台,採用專利已經解禁的SLA光固化成型技術。SLA的製程是先用雷射光聚焦,被照射的地方就會凝結,透過積層製造技術,就可讓凝結的材料一層一層的堆疊成所需要的產品。

但3D列印就像一部音響,如果沒有好的音樂媒體,就很難展現出好音響的價值。因此除了要掌握3D列印設備製造技術,更重要的是如何將3D列印融入產品創作流程。市場上雖然有許多3D列印設備已經開始行銷,但如果沒有好的創意、好的軟體以建立產品的3D模型,再好的3D列印設備,也是英雄無用武之地。

因此,歐特克針對3D列印的典型創作流程,推出Autodesk 123D應用軟體。提供產品設計建立3D模型及輸出成STL網格,提供CAD技術。例如Autodesk 123D Catch可以讓個人利用雲端運算的強大能力逆向建模,也就是將既有的成品照相,上傳自動轉換為立體的3D模型,也可以下載回來後再做修正。

另外Autodesk 123D Sculpt,可以讓使用者在iPad上雕塑和描繪3D創意作品,就像在真實世界捏黏土一樣,用作捏塑創意,然後輸出至3D列印以完成創作。

針對某些創作品可能無法以3D列印生成,例如陀螺的外型無法直接以積層方式製作,因為生產過程陀螺無法保持直立。這類模型在3D列印生產前需要做調整、切片建支撐,才能如預期地被製造生成。使用Autodesk Meshmixer能重新調整、組合不同模型,建立積層製造成型時所需的切片及支撐,可用作模型後製處理。

雖然目前3D列印技術仍有很多瓶頸需要解決,歐特克公司希望可以透過3D列印軟體開源平台建立社群,讓各方英才集思廣益,共同測試新材料、探索新製程、建立行業標準,相信只要大家一起努力,3D列印科技的明天將會更加美好。


DIGITIMES中文網 原文網址: 3D列印開源平台 挑戰無限可能 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&packageid=8713&id=0000389509_1X86N3PALKDYD4LMWV08J&cat=15#ixzz3A9yc9Kvq
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西門子JT成為3D產品資訊共享與視覺化標準 - 3D列印

8/12/2014

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西門子JT成為3D產品資訊共享與視覺化標準 2013/01/15-賴姿侑  

西門子的輕量化JT資料格式可實現數位化3D產品資料在產品生命週期各階段的即時共享和視覺化,現已成為國際標準組織(ISO)官方認可的國際標準。

透過JT,製造商可在支援JT標準的大量電腦輔助設計(CAD)和產品生命週期管理(PLM)軟體應用之間,實現3D產品資料的即時、無縫轉移,改善協同作業。作為全球公認的首項輕量化3D資料視覺化ISO國際標準,JT將幫助製造商擺脫對供應商專有格式的依賴,更易於其在整個業務過程中實現3D視覺化與協同。

Siemens PLM Software執行長兼總裁Chuck Grindstaff認為,過去15年來,作為開放式的3D產品資料共享和視覺化格式,JT在全球的應用範圍越來越廣。現在,JT得到ISO的官方認可,將進一步加速擴展其應用範圍,進而增強全球製造業的產品開發生產力和效率。對於PLM開放式標準而言,今天的聲明是一個具有重大歷史意義的里程碑,將進一步增進西門子創造開放式業務模型的決心,為整個產業創造價值。

通用汽車全球產品開發資訊長Nick Bell表示:「10多年來,通用汽車一直將JT檔案格式作為PLM策略的一部分,以實現輕量化3D視覺化與協同。利用JT,團隊可以輕鬆實現整個企業內部及供應鏈上的設計資料溝通,提高視覺化溝通與協同能力。因此,通用汽車非常高興JT正式成為ISO國際標準。」

Siemens PLM Software與致力於推動全球開放式標準的ProSTEP iViP協會密切合作,完成將JT資料格式確定為ISO國際標準的所有程式。在2009年10月《JT檔案格式參考》作為公共可用規範(ISO PAS 14306)發布的過程中,ProSTEP iViP發揮了重要作用——這是將JT確定為國際標準的第一步。

ProSTEP iViP協會主任Steven Vettermann博士說,作為公認的產業標準開發領導機構,ProSTEP iViP很高興JT最終成為官方認可的國際標準,滿足了定義全球公認的輕量化3D資料的需求。產業標準旨在實現軟體實施的一致性,而得到認證的JT將促進這一目標的實現。


DIGITIMES中文網 原文網址: 西門子JT成為3D產品資訊共享與視覺化標準 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?CnlID=13&Cat=25&id=317910#ixzz3A9yBJbEl
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專注少量多樣生產 3D列印雷聲大雨點不小

8/12/2014

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專注少量多樣生產 3D列印雷聲大雨點不小 2014/07/07-DIGITIMES企劃  

問世至今已接近30年的3D列印,這兩年因專利權到期,技術被釋放出來,再加上現在IT技術進步的推波助瀾,已成為全球注目焦點。與傳統製造方式相較,3D列印彈性高、生產速度快、成本低,因此聲勢相當驚人,已被視為改變未來製造業的技術。

美國總統歐巴馬2013年的國情咨文中,就宣布在接下來的10年中,將斥資10億美元贊助15個全國製造創新網路(National Network for Manufacturing Innovation;NNMI)機構,後來還加碼將贊助機構數提升到45個;《經濟學人》更將之視為第3次工業革命的主要動力。

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3D列印是依據3D CAD的資料材料逐步堆疊成產品的技術,目前主要應用與少量多樣特色的生產領域中。DIGITIMES攝

雖然目前市場仍有不同意見,鴻海董事長郭台銘就曾指出,3D列印只是噱頭,不過就整體發展來看,3D列印無論技術或應用都越來越可觀。但多數市場人士均認為,在少樣多量的製造領域中,傳統製造技術仍無法被取代,但在少量多樣的市場,3D列印將帶來重大衝擊,兩者其實可被視為各自的缺點補充與優勢延伸,而非相互競爭的對手。


微分與積分的技術

3D列印其實是積層製造技術的俗稱,積層製造(Additive Manufacturing;AM)技術依據3D CAD設計資料,採用離散材料如液體、粉末、絲、片、板、塊等材質,逐層累加原理製造實體零件的技術,積層製造是一種自下而上材料累加的製造技術,自20世紀80年代開始發展,期間也被稱為材料累加製造(Material Increase Manufacturing)、快速原型(Rapid Prototyping)、分層製造(Layered Manufacturing)、實體自由製造(Solid Free-form Fabrication)等,從不同層面的各異名稱叫法,也可看出此一製造技術的特點。

美國材料與試驗協會(ASTM)F42國際委員會對積層製造與3D列印給予明確定義,在ASTM的定義中,積層製造是依據3D CAD資料將材料連接製作物體的過程,相對於減材製造,它通常是逐層累加過程,但從更廣義的原理來看,以設計資料為基礎,將材料自動累加起來成為實體結構的製造方式,都可視為積層製造技術。

積層製造的工作原理可分為兩個過程,一是資料處理過程,利用3D電腦輔助設計(CAD)資料,將3D CAD圖形分切成薄層,完成將3D資料分解為2D資料的過程。二是製造過程,依據分層的2D資料,採用所選定的製造方法,將厚度相同的薄片按序重疊起來,就組成3D實體。

從原理來看,資料從3D到2D是一個「微分」的過程,依據2D資料製作2D薄層,重疊成3D物件則是「積分」的過程。簡單來說,3D列印的過程,是先將3D複雜結構降為2D結構,然後再由2D結構累加為3D結構,此一製造構想相對於傳統的製造方法是一種變革,然而這並近年首創,只是近30年來數位化技術的快速成熟下,被設計為一自動化設備。


3D列印的優勢與侷限

相對於傳統製造,3D列印有3個具體優勢,包括複雜結構的快速製造、客製化、高附加價值產品。 首先是複雜結構的快速製造。與傳統加工和模具成型等製造技術相比,3D列印技術將3D實體加工變為大量的2D平面加工,大幅降低了製造的複雜度,就原理而言,只要在電腦上設計出結構模型,都可應用該技術在無須刀具、模具級複雜製程條件下,將設計快速化為現實,製造過程幾乎與零件的結構複雜性無關,可實現「自由製造」概念,這是傳統加工所無法比擬。

利用積層製造技術可製造出傳統方法難以加工(如自由曲面葉片、複雜內流道)、甚至是無法加工(如內部鏤空)的複雜結構,在航空、汽車、模具、生物醫療等領域,都具有廣闊的應用前景。

其次是適合客製化訂製。傳統大規模、大量製造,需要大量製程技術準備、複雜而昂貴的的裝置和刀具等製造資源,在生產前就要耗費大量資源準備,3D列印在快速生產和靈活性方面極具優勢,適合珠寶、人體器官、文化創意等客製化、小量化生產,同時也可應用於產品定型前的驗證性製造,可大幅降低客製化、訂製生產和創新設計的加工成本。

最後是適合高附加價值產品製造。3D列印技術的誕生只有20幾年,相對於傳統製造技術,其發展歷史較短,,成熟度也較低,現有的多數積層製造技術加工速度偏慢、零件加工尺寸受限(最大約為2公尺)、材料種類有限,因此其主要應用於單件成型、小量和正常尺寸製造,在大規模生產、大尺寸和奈米製造等方面不具優勢,因此3D列印積極往航太、生物醫學與珠寶等高附加價值產品展,另外在大規模生產前的研發、設計驗證等方面,則早已多有應用。

看完優勢,再來看劣勢,3D列印是以3D CAD模型為加工資料的數位化製造技術,觀察各國的研究和應用情況,可以看出積層製造較傳統機器加工、鑄、鍛、銲以及模具製程的技術成熟度低,離大規模製造尚有一定差距。

目前3D列印的應用主要侷限,在於材料適用範圍較少、製件精度較低、後處理比較繁瑣等問題,不過這都不是此一技術無法取代傳統製造的原因。3D列印的優勢在於單件生產,並以此延伸出客製化特色,然而單件生產無法擁有平均生產單位成本的優勢,也就是說不管是做1件或做1萬件,3D列印的成本都是一樣,不會因為數量大而降低成本。

傳統製造技術則不然,當產品只有1件時,其成本會最高,但是當生產數量越趨龐大,各產品所攤分的固定成本如模具、機台等,也會逐步降低。因此「3D列印將取代傳統製造」的說法並不正確,3D列印是傳統製造技術的發展與補充,在部分領域如上述的航太、醫療等領域,它雖會加強本身技術,例如大陸以可利用雷射3D列印技術製造長達2公尺的鈦合金金屬零件,但在少樣多量的生產領域中,傳統製造技術仍無法被取代。


改變正在開始

至於在少量多樣領域,3D列印就可充分發揮,只要想像的出來,幾乎都可被列印出來。美國麻省理工學院(MIT)就開設了一門「如何製造任何東西」的課程,此一課程建立了擁有3D列印裝置和雷射切割機等裝備的實驗室,讓學生可以隨意設計和製造產品,而相關創意也已逐步落實其他領域,如美國航太總署(NASA)就正研究利用積層製造技術,製造出更方便廉價的火箭關鍵套件,據NASA預測,列印出的零件最快在2017年就可以上太空。

除了火箭外,長期在太空執行任務的大型太空站,一旦關鍵零件損壞,等待地面運送備件的時間過長,可能會影響運作,3D列印就是其最佳解決方案。目前NASA已經開始研發建造可用於下一代太空站的3D列印製造設備,並於地面與模擬太空環境下,完成零件製造。

在生物醫療方面,3D列印也已有建樹,由比利時與荷蘭所組成的團隊,已成功為一位83歲的荷蘭老婦人安裝一塊由3D列印製造出來的金屬下顎骨,此一器官包含了多個人工關節,上面還有讓肌肉附著的空腔與引導神經和血管生長的凹槽,這種作法的優勢,是植入物完全符合病人的身體構造與狀況,縮短手術銲住時間,同時也降低了醫療成本。

放眼未來,相關的作法將越來越多,3D列印或許不會取代傳統製造技術,不過對人類生活的改變,已經逐步開始。




DIGITIMES中文網 原文網址: 專注少量多樣生產 3D列印雷聲大雨點不小 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?CnlID=13&Cat=25&id=385445#ixzz3A9y1CODv
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妙用CAD軟體 使3D列印效益淋漓盡致

8/12/2014

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妙用CAD軟體 使3D列印效益淋漓盡致 2014/04/14-高鳴矯  

在2012年,英國「經濟學人」雜誌大膽預言,隨著3D列印技術推波助瀾,可望掀起一股「自造者(Maker)」浪潮,甚至帶動人類史上第三次工業革命,為傳統製造業的生產及營運模式,造成前所未見的巨大改變。

科技部長張善政在行政院政務會談上也提出建言,有鑑於3D立體設計已成為現代設計的主流,實有必要讓學校教育體系的年輕學子,及早有機會使用3D立體列印工具,藉此激發學生對創意設計的興趣;此一建議,讓行政院長江宜樺深表認同,旋即指示教育部確認技職經費分配狀況,俾使高中職學生普及使用立體列印機。



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伴隨3D列印技日趨成熟,可望孕育一個個別具創意的自造者,憾動傳統製造生產產業。Makepartsfast

上述政策建言,實與「經濟學人」的第三次工業革命理論遙相呼應,堪稱具有前瞻性,畢竟放眼全球,自造者是相當火紅的趨勢,而自造者之所以崛起,與3D列印技術息息相關,由此看來,儘早讓年輕學子接觸3D立體列印機,可謂立意良善。

況且,礙於全球競爭激烈、產品毛利趨低,稱得上是台灣重要經濟支柱的資訊電子與機械產業,正處在盤旋待變的轉折點,亟需尋找新的出口,建立下一波的利基優勢;在轉型過程中,3D列印必然是十分重要的元素之一,政府有意朝此項技術紮根,怎麼看都是好事。

只不過,凡事總有一體兩面,有人叫好,當然也會有人唱衰,這個立體列印機的政策美意,也不能例外。與其說是唱衰,不如說是憂慮還更為貼切,憂慮的理由是,讓學生習著如何打造出自己的3D列印,確實是很好的修習課程,但重點應是藉由此一過程學習自造者精神,並培育創意實力,所以原始設計最為重要;一味側重於硬體,也因此而花了大把鈔票,如果學生只是從網路上搜尋下載別人的設計作品,然後透過3D列印加以輸出,恐怕會讓原本的美意應聲折損。

因此,如何讓學生培養駕馭3D CAD設計軟體的能力,恐怕比懂得操作3D立體列印機還來得重要,如同有人形容,3D CAD設計圖檔與3D列印之間的關係,就好比微軟Office之於普通印表機一般,兩者互為因果,缺一不可。

接下來的篇幅,就讓我們逐步來釐清,究竟3D列印、自造者與3D CAD軟體彼此之間,存在著何等關聯性?

3D列印加法成型 迥異傳統CNC模式

先從3D列印說起。它乃是藉由電腦數位技術,把虛擬的位元,轉換成具體的原子,算是一種累加式的流程,電腦依照已儲存的電腦輔助設計(CAD)模型,再利用「積層」(Additive)原理,將諸如如木質、塑料、玻璃、金屬或複合材料等各種不同的材質原料,一層層連續推疊固化,如同堆樂高積木般,終至製造出各式3D物件,不管是玩具、飾品、零組件、工藝品、假牙,甚至是非法的槍械武器,都曾透過此模式應運而生。

有人或許好奇,傳統以數值控制工具機(CNC)為基礎的加工技術,不也同樣可以製造3D物件,與3D列印又有何不同?最大的歧異在於,過往CNC採用的是「移除」(Subtractive)原理,通常仰賴切削或鑽孔程序,借助三軸或五軸同動的刀頭,將偌大木頭、塑膠、玻璃、金屬等材料切割出成品,以達到所需的設計。

綜上所述,傳統的製造工法,可被歸為「減法成型」,而3D列印則是「加法成型」,兩相比較,後者顯而易見的好處,即是節省材料成本。當然,除了3D印表機外,自造者亦可運用雷射切割機製作出一個個平面構件,再將它們拼裝成為3D物件,同樣也可實現加法成型的新思維。

至於自造者潮流,則與轟動一時的「長尾理論」作者Chris Anderson ,在2012年末出版的「Makers: The New Industrial Revolution」新書,有相當程度的關聯。

Chris原本擔任Wired 雜誌主編,多年前購買一套3D 印表機,儘管是屬於早期的 MakerBot Cupcakes機型,功能略顯陽春,但已足他大開眼界,也促使其決定告別媒體業職涯,轉而投入製造業,因為他堅信,有了3D 印表機後,從事製造生產業務,未必得倚靠專業工廠來執行。

影響所及,Chris在其家中建立小型的工作室,除了3D 印表機外,還一舉配置了桌上型三軸CNC鑽床、3D掃描器、CAD軟體及桌上型手壓式注射製模機,這些器具每項花費都不超過2,000美元,而且操作方式極為簡便,就如同一般噴墨印表機容易上手。

他先利用CAD軟體設計出原型,再藉由CNC鑽床與及鋁塊產製模型,繼而透過注射製模機創造出成品;他並透露,運用這般模式,一小時產出300餘件作品絕非難事,因此短短數日即可製造數以千計產品,且生產成本僅需數百美元。

綜上所述,一旦透過Chris所揭櫫的自造者生產模式,製造出成品的時程,可以從過去的數個月急縮為幾天,生產成本可從原本的數萬、甚至數十萬美元,驟降為數百美元,一來一往之間差距甚大,無怪乎其「Makers: The New Industrial Revolution」大作一出,立即讓舉世為之震撼,只因為沿襲已久的製造業運作模式,有可能在一久之間被大舉顛覆!

如同書中描述,一個名為Local Motors的社群,一批同好靠著自造者精神的實踐,利用現有的零件,用很短的時間即拼裝出讓人驚艷的Rally Fighter跑車。此外,近年來備受矚目的電動車廠商Tesla,也算是自造者精神的實踐者,其所生產的每一項零件,都可隨時被重新設定,無論車門內的飾板的色澤,乃至電池模組內的電池配置數量,都可說變就變,變了之後還能透過室內試車過程立即檢驗,倘若發生問題,即能隨即解決。

更令人津津樂道的例子,當非Peddle Watch莫屬;這家原本名不見經傳的小公司,依循自造者模式快速實現創意,產製出一支支與iPhone或Android搭配的手錶,後續市場反應之熱烈程度,遠比大廠Sony所生產Smartwatch,還要高出一大截。

善用CAD軟體 堪稱3D列印基本功

看完前述內容,讀者們理應不難領略,所謂的3D列印、自造者等趨勢浪潮,在在足以突破傳統,發揮「小蝦米戰勝大鯨魚」奇效,無怪乎能在短時間掀起陣陣旋風。

若暫且拋開個人、小型工作坊格局,這股趨勢,對於台灣為數龐大的中小型製造商,又將帶來何等啟發?

事實上,許多中小型製造商,並不缺創意巧思,但往往難以將之付諸實踐,轉化為憾動市場的優質產品,主要的癥結,便在於傳統模式下的建模成本過於高昂,如同Chris在書中所言,當製造商完成設計圖檔後,必須送交專家製成模型,接著再交由注射製模工廠製作成品,此一過程起碼得耗時至少兩個月,成本高於1萬美元,不管在於時間或金 錢,對於中小型製造商不啻是巨大負荷。

然而借助3D列印技術,再搭配利用設計模擬軟體的擬真功能,即可巧妙繞過層層路徑,憑藉低廉的成本、迅捷的速度,讓創新獲得具體實踐,從而使營運績效,獲致突破性發展。

但不要忘了,3D印表機讀取的設計圖檔,不論是藉由CAD軟體直接繪製,抑或利用3D掃描器將物件掃描成數位檔案,然後再利用CAD軟體編輯修圖,都脫離不開CAD應用;也就是說,自造者或中小型製造商,必須透過3D CAD軟體進行產品建模,產生具有參數的3D CAD圖檔,接著轉換為STL格式,才能輸入至3D印表機進行列印。

可以想見,輸入3D印表機的3D CAD圖檔,擁有的參數愈準確,成品的精度才會愈高,顯見CAD軟體確實重要性。因此,不管是自造者或製造商,意欲成為第三次工業革命浪潮下的贏家,在為3D印表機硬體怦然心動之餘,亦需紮穩馬步,先學會如何善用CAD軟體,強化3D設計的基本功。


DIGITIMES中文網 原文網址: 妙用CAD軟體 使3D列印效益淋漓盡致 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?CnlID=13&Cat=25&id=374427#ixzz3A9xoGBSU
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第三次工業革命觸動設計流程變革

8/12/2014

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第三次工業革命觸動設計流程變革 2013/08/19-DIGITIMES企劃  

英國「經濟學人」雜誌在2012年指出,人類已進入第三次工業革命時代,將為傳統製造業的面貌和生產方式帶來巨大改變,將使得產品生命週期更趨短絀,如此一來,製造業勢將在產品設計方面,遭受前所未見的嚴苛考驗。


毫無疑問,3D列印技術肯定是2013年間炙手可熱的議題,不僅美國總統歐巴馬對此投以高度關注,頗具權威的英國「經濟學人」雜誌,也預言3D列印將成為引爆第三次工業革命的觸媒之一。

然而3D列印這個話題,並非人人都深表認同,如同台灣某電子業教父級人士,就曾直言3D列印不過是個噱頭,如果它真能引發第三次工業革命,那麼他的大名將倒著寫;主因在於,3D列印「中看不中用」,對於大量生產製造有相當困難,所以根本不具商業價值。



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儘管有重量級人士出言唱衰,但3D列印風潮依然不減,甚至外傳有某日系家電大廠,打算運用這項技術量產家電,而大陸的工信部也決定,今後將致力推動3D列印的產業化。

藉由相關訊息之密集湧現,身處台灣的製造業者,看出了什麼端倪?

補強設計瓶頸 已然迫在眉睫
3D列印技術的出現,意謂今後產品的設計到製造之間,只剩下一個「列印」按鈕的間隔!在此前提下,未來人人都可以用電腦設計產品,接著藉由3D印表機製造產品,也就是說,每個人都有可能成為「自造者」,無論各式天馬行空的創意,也都更有付諸實踐的可行性。

如此一來,今後絕大多數產品的生命週期,必將比現今縮短許多,亦可以達到零庫存的妙效,可說是一兼二顧、好處多多;於是乎,一些在過去未曾出現的小型、獨立「製造業者」,可能會如雨後春筍般逐一現身,而且個個都夾帶著不容小覷的競爭優勢,必將對於傳統製造業構成不小衝擊。

那麼,傳統製造業者,應當如何因應第三次工業革命所帶來的衝擊?深究台灣製造業過去賴以打出一片江山的優勢,正是來自於生產製造、供應鏈管理等環節的最佳化;但「3D印表機」這番創新思維,已使得產品的設計與製造之間,變得幾乎毫無界線,因此製造業者從前傲視群倫的優勢,著力的空間恐將愈來愈小,因此必須跳脫傳統框架,找尋新的出路。

首當其衝的,便是亟需儘速補強過往的設計瓶頸,只因未來在缺乏生產製造、供應鏈管理等能量庇蔭下,單單是產品開發設計這個環節,就很有可能是產業界優勝劣敗的關鍵;然而很不幸的,許多製造業者目前存在的設計瓶頸,其實還算不少。

有哪些設計瓶頸?首先最明顯的,即是仍無法有效縮短設計時程;其次,多數業者在處理延伸型產品或機種時,總得耗費大量時間;再者,從前每次要做CAD干涉點檢時,經常會發現眾多甚難處理的干涉現象,導致設計者迫於時程壓力,因而乾脆Bypass掉許多本該執行的檢查程序,終至釀成不少後遺症,對產品的品質與公司信譽造成不小傷害,所以當務之急,勢必得趕緊解決設計檢查不易的這道難題。

緊接著,製造業者往往需要拷貝其他機種的機構設計,也就是業界通稱的Second ID,然由於傳統CAD軟體走的是「參數式設計」法則,如果不能明確掌握拷貝對象的所有特徵與參考,就會讓整件事變得滯礙難行,亦可謂一項頭痛問題。

此外,「設計變更」對於多數製造業者而言,肯定是備感頭疼的難題,所以每逢「設變」即臉色大變,總希望此事能免則免,但因為近幾年來消費性商品競爭態勢轉趨激烈,導致客戶要求變更設計的頻度急遽升高,甚至已經到了朝令夕改、一日數變的狀態,在此情況下,過往奉行不渝的參數式設計模式就成了莫大阻礙,因為面對並非自己所設計的模型,在未瞭解其中的參數設計之前,往往難以修改,使得回溯修正的難度節節高漲,勢必需要加以克服。

另一方面,過往業者每當完成零件繪製,接著要根據繪製結果產出2D圖面,其過程往往可謂耗時費工、人仰馬翻,造成極為沈重的作業負荷,亟待有效改正。

一路看下來,想必不少製造業者都有所感觸,沒錯,設計瓶頸就是這麼多,而且個個都很棘手,但你以為已經結束了,其實未必!此處還可再舉出兩個難題,針對同一系列產品,經常都可區分為不可型號規格,所以都必須採用不同模組,例如某款機器所內建的硬碟,有的是300GB,有的為500GB,有的甚至上看1TB、2TB,如果業者在進行產品設計時,都需要將這些變數一網打盡,悉數納入產品組立結構的話,可想而知,作業複雜度必然急速增高,因此不少業者也正絞盡腦汁,研商如何妥善處理這檔麻煩事。

最後一項難題是,當產品設計進行到某一階段,有的時候,客戶可能提出一種未必會為定局的設計修改需求,也就是要求設計與製造的代工業者先試試看,如果改動的效果好,就接著繼續往下走,反之如果效果不如預期,即需重返原定路線,表面看來,此事似乎不會製造太多麻煩,但事實上製造業者為了修改就得更動3D模型,爾後若需要走回頭路,便是一項極為艱鉅的浩大工程

亡羊補牢 必須大破大立
面對上述這麼多存在已久的瓶頸,製造業者該如何「撥亂反正」?身處盤旋待變的非常時期,別無他法,唯有設法引進新一代的產品協同設計開發工具,藉以扭轉原本凡事倚重參數式設計的舊思維,取而代之的,將是一個由上而下溝通無礙的嶄新設計流程。

在全新的設計流程架構下,所有設計團隊成員不論處在哪一個位置,都能快速檢視並分析前一手傳承過來的2D或3D圖面,甚至不需要細究箇中參數為何,就能直接動手進行CAD建模;透過這個顯而易見的改變,則一關接著一關的轉折點之間,就不需要浪費過多時間做無謂的溝通,唯有如此,才能如願加快產品設計開發的速度。

打個比方,以2D圖面的製作為例,過去在缺乏較佳處理方式的前提下,總是需要耗費可觀的人力與時間,這還不打緊,在許多情況下,2D圖面確實很難全然表達其設計概念,導致圖面不清,因此光是上下游之間的往返溝通,就得另外耗去大把時間。

如何是好?不妨從新一代開發工具中,選擇一套可以支援3D附註(Annotation)方式的標的,直接把尺寸標註在3D模型之上,如此一來,身處上游的設計人員,就可以很方便地藉由尺寸分類的方式,將相關資訊清楚傳達給不同部門的同仁,甚至如果有其需要,也可將3D尺寸顯示在2D圖面上,這樣就不需要像過去一樣,礙於2D圖面不清,因而得花費冗長的溝通時間。

依循這個漸進式改善路徑,久而久之,製造業者必將明顯感受到,2D圖面製作的負擔可望大幅減輕,不僅有助於縮短設計時間,也連帶能實現無紙化目標,從而減少上下游溝通時間的浪費,更能有效規避因溝通不良而衍生的人為錯誤。


DIGITIMES中文網 原文網址: 第三次工業革命觸動設計流程變革 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?CnlID=13&Cat=25&id=346697#ixzz3A9x22Vnu
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3D列印開啟新一波製造業革命

8/12/2014

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3D列印開啟新一波製造業革命 2014/08/11-DIGITIMES企劃  

製造科技的不斷革新,連帶也帶動製造業的變革,3D列印技術近幾年的火紅程度,正代表著新一波的工業革命正在醞釀中。

回顧不同階段的工業革命重點,第一次工業革命的重點,是因為蒸氣機發明後,帶動紡織工業發展,自此導入大量生產的觀念,本質上是生產力的提升,關鍵在於用機器取代人力;第二次工業革命的重點則是內燃機,帶動汽車工業等製造業領域的發展,電腦及網路的發明,更帶動製造效率的提升,關鍵在於用電腦取代人工,許多作業都已電腦化。

第三次工業革命的重點,綠色能源及綠色製造,由於希望減少能源消耗,運輸需求也能儘量減少,在地製造的趨勢因此興起,客製化及個性化商品也因此興起,相關科技如3D列印也因此有更大的發展機會。

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3D列印技術論壇活動現場,學員與廠商交流熱絡。

3D列印會成為帶動工業革命的潮流,與美國總統歐巴馬在2013年發表的國情咨文演說,有相當大的關係。歐巴馬在演說中提出,將投資製造業以創造就業的計畫,希望透過推動先進製造創新,使美國企業更具競爭力,重振美國的製造業,並將工作帶回美國,尤其在提出「3D列印可以振興工業」的見解後,業界便開始紛紛投入3D列印的技術研發或產品製造上,媒體就開始大幅報導3D列印,也形成一股潮流。

3D列印會在這麼短的時間迅速崛起,與3D列印的專利解禁,也有著相當密切的關係。3D列印技術在1980年代即已出現,從第一代的快速原型,到模具及工具的發展,進而發展到數位製造及個人自造的產業趨勢,促成更多廠商投入,降低3D列印成本,使用的人也就愈來愈多,更因此激發出大量生產以外的商機,3D列印的產業趨勢可說已經具體成形。

但也因為投入3D列印產業的業者太多,3D列印機的價格降得太快,導致機器生產者難以獲利。處於萌芽期的3D列印,要想出正確的發展策略,才能跨越市場鴻溝,所以要掌握3D列印未來的發展趨勢,如何設計3D物件,產品是否符合市場需求,都需要加以注意。

事實上,3D列印對於工業製造最大的影響之一,就是改變產品及模具的開發流程。有了3D列印技術,包括產品打樣、可動樣品等,都可在模具開模前完成,確定產品外觀及機構動作的方式。

至於3D列印目前可以應用的領域,台灣雖然還在起步階段,放眼國際,也不是很成熟,但用到的領域已經愈來愈廣,包括醫療、交通、模具、建築、食品等,都已經有應用3D列印製作產品的案例。

尤其是在藝術或時尚領域,許多強調設計特色的展覽,如荷蘭設計週,就可看到3D列印已經成為會場的注目焦點,許多產品已經跳脫傳統製造思維及概念,如採用模組製造的方式來設計,允許消費者一起來參與設計。

3D列印技術的出現,對於設計思考的衝擊最為明顯,業者必須要從大量生產,轉變到大量客製化。因為大量生產的方式成本低,但消費者選擇有限,這樣的模式已經不能滿足現代人,但小規模的客製化,很難養活一家企業,因此企業應該要透過大量客製化,提供多樣的選擇,又能滿足大量客戶,企業與客戶必須要有更為快速且即時的雙向溝通,設法讓製造方式更有彈性,縮短生產流程,才能實現大量客製化的目標。

但3D列印依然不會取代大量製造。因為許多產品的組件,3D列印仍然無法製造,以個人電腦的組成為例,其中的電路板、鐵件,目前的3D列印技術都做不出來。此外,3D列印成品是採積層製造,無法像射出成形技術一樣,做出表面可以很光滑的商品,而帶有金屬鑲件的產品如手機,或是因為要做出輕薄短小的產品,以至於使用的材料(如玻纖材質)不適合3D列印等,可以說是積層製造技術的宿命。

此外,3D列印的成形週期時間,有時候也會太長,如用射出成形做一個塑膠件,可能只需要幾秒鐘,但如果使用3D列印,卻可能需要用到幾小時都有可能。也有人訴求用兩周的時間,就可以用3D列印技術做出義肢,但卻忽略了,以現在的技術根本不需要這麼多時間,設計師也不見得會用數位技術。

誰來做3D數位設計,誰能滿足大眾需求,才是3D列印未來的發展關鍵。後端的製造技術其實已經準備好,但誰能滿足高效的3D設計?現在缺少的不只是設計者而已,還需要立即好上手的3D設計軟體。

如何讓更多的設計師,能夠掌握3D列印技術,可能是目前3D列印推廣,必須要先突破的瓶頸。市面上雖然有許多3D列印設備,但如果無法設計出好模型,再好的3D列印設備,也是英雄無用武之地。3D列印不只是要掌握技術,更重要的是,每一個製作步驟,都要有完整的對應方案,就像一部好音響,如果沒有好的音樂媒體,就很難展現出好音響的價值。 此外,任何產品的製造,不僅需要能夠良好運作的製造設備,製作所用的材料也是息息相關。3D列印也不例外,什麼樣的材料,就會發展出什麼樣的技術。要深入了解3D列印技術,並掌握應用的秘訣,列印原理與材料的關係,都需要加以熟悉。

如3D列印設備的噴嘴孔非常小,材料要有流動性,才能快速噴出。流動係數可說是影響3D列印品質的關鍵,材料如果流動的太快,可能會造成第一層及第二層在成型時出現誤差,自然就會影響成品品質。

以尼龍(Nylon)為例,尼龍在加熱後,黏性的下降會比較快,因此從3D列印噴嘴噴出來時,比較容易流動。尼龍系列很多,其中又以尼龍6最常使用,因其具有高熔點特性,耐熱性佳,不易加熱溶解,製作出來的成品在高溫下,材質也不易產生變化。

3D列印的材料與設備之間要好好搭配設計,要跟設備配合,整體一起銷售,產品才能走出差異化。一般而言,3D列印材料傾向選擇硬度比較軟、流動速度比較快,熔點溫度比較低,要掌握3D列印材料,就要掌握材料配方,如只要能掌握合膠或複合材料,就可以延伸更多製造領域,而添加劑更是3D列印材料發展非常重要的方向,如添增滑劑,可能會讓3D列印的成品,出現與現在很不一樣的產品,因而影響3D列印技術的走向。

雖然3D列印技術雖然還有很多瓶頸需要解決,但同時也開啟了自造者時代,讓更多設計師可以實現創意,使用者未來可以透過3D免費開源平台建立社群,集思廣益解決測試新材料、探索新製程、建立行業標準,唯有結合核心技術及核心知識雙引擎的進步動力,配合有系統的教育訓練與認證架構,培育出核心競爭力,並配合可大量複製的模式,以及市場可接受的解決方案,才能吸引產業資源投入,進而形成產業生態系統,3D列印科技的明天將會更加美好。




DIGITIMES中文網 原文網址: 3D列印開啟新一波製造業革命 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&id=0000389669_C2P5VUKL7IFJQ28WWIDCS&cat=25#ixzz3A9wjOWZX
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