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試作技術及試作組織營運模式簡介

摘要"

面對全球化的產業競爭態勢,各國莫不朝加速開發創新高值產品的方向發展,各式各樣的試作技術被廣泛應用,各種不同營運模式的試作組織亦紛紛成立,並對加速開發創新高值產品做出具體貢獻。本文簡要的介紹幾種常用的試作技術,如MOCKUP、積層製造、快速模具等;並介紹國內、外試作組織及其營運模式,提供讀者參考。

關鍵詞:試作、營運模式、積層製造、快速模具

前言

全球製造業趨勢由1955年的大規模生產(Mass Production)、1980年以後的大規模客製化(Mass Customization),走到2000年之後的全球化製造(Global Manufacturing) ,如圖1所示。而在科技影響下,現今製造業已朝個人化、少量多樣的製造模式發展。然而「速度」及「創新」是全球產業競爭的成功關鍵,因此,如何妥善運用試作技術加速開發創新高值產品,將成為企業成敗的關鍵因素。
試作技術

MOCKUP

MOCKUP原意指模型,目前被產業界廣泛引用為以機械加工方式製作模型的打樣試作方法,如圖2所示。為加快打樣的速度,通常會採用「代木」等較容易加工的材質,做出的模型可供驗證外觀、尺寸、組裝等,亦可用來做翻製型快速模具(如矽膠模等)的母型。

積層製造

積層製造(Additive Manufacturing, 簡稱AM) 是近年採用的說法,也有以「3D列印」來稱呼,其實與早期的快速原型(Rapid Prototyping, 簡稱RP) 相似,RP的中文也有翻成快速造形或快速造型。係指由特殊設計之機器,以層層堆疊的方式迅速製作出3D立體實物之技術。依美國材料與試驗協會(American Society of Testing and Materials, 簡稱ASTM) 之分類可分為七大製程,如表1所示。
以下簡要說明其中幾個製程,詳細製程可查閱參考資料1.2.3.:
1. 光聚合固化成型(如圖3所示):以雷射光照射液態樹脂而硬化聚合成形。成形材料:光固化樹脂。
2. 粉體熔化成型(如圖4所示):以雷射(SLM)/電子束(EBM)熱能進行粉體燒結/熔融成形。成形材料:金屬、塑膠。
3. 黏著劑噴塗成型(如圖5所示):以黏著劑噴塗粉末硬化成形。成形材料:模砂。
4. 材料擠製成型(如圖6所示):線材經加熱熔融擠出成形。成形材料:塑膠。

快速模具
快速模具(Rapid Tooling, 簡稱RT) 亦有譯為快速造模,主要是指以母型(可以是RP原型或是以其他方式取得的模型)來翻製模具或直接以RP製造模具,運用此種技術迅速製作出原型產品或少量生產所需之模具,因其模具壽命有限,故也有以暫用模稱呼。依成形材料區分,大概可分成橡、塑膠件及金屬件等兩大類,如表2所示。
以下簡要說明其中幾個製程,詳細製程可查閱參考資料1.2.3.:
1. 矽膠模(如圖7所示):
在框體中放入母型→澆注矽膠→俟其固化後→再以刀子切開→並將母型取出→再重新組合矽膠模→注入塑膠俟其硬化→拆模取出塑件→修飾後即為完成品。
2. 電弧噴銲模(如圖8所示):
母型準備→鋅合金噴銲→填充材料→製另一半模→細加工→完成模具,可裝上射出機,成形少量塑膠件。 ...更多內容,請見《機械新刊》雜誌

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