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超引材料與CAE的創新突破應用 開創3D列印新里程碑

2023-08-30

北科大李春穎院長日前於2023台灣達梭系統設計驗證日受邀分享，3D列印技術在近年來不斷突破，從最初的陶瓷、金屬材料打樣用途演變到今日的高科技材料、大規模客製化製造，因應不同的客製需求，更加考驗了模擬分析端的硬實力，而這次分享也展示了其多樣化的研究成果。

3D列印技術的演進

技術發展日新月異，3D列印技術早已不僅限於塑膠材料，還擴展到陶瓷、金屬等領域。這項技術從原本的樣品製造，演變到現在能夠進行大規模生產，甚至涵蓋彩色印刷等多樣化功能。

台灣也有廠商參與3D列印機台的製造，跟著全球潮流，積極開發出能製作3D樣品的機台，北科大等學校更是積極參與研發，與產業界緊密合作，共同推動這項技術的進步。

不同層厚、噴頭的速度都會影響材料特性、改變列印方向，透過CAE工具的彎曲實驗分析，可以有效幫助獲得不同參數間的影響，進而改進設計效率，舉例來說，北科大為了測試Markforge 3D列印機塑料PLA冷卻的速度，便透過風扇的方式進行模擬不同環境下的冷卻速度分析，透過分析和實驗，確認了技術的效果和可行性。

超引材料的創新突破

超引材料作為一個新的材料特性，能夠產生一些前所未有的應用。這一領域的研究不僅令人振奮，也為未來可能的科技應用鋪平了道路。例如，在不同的場域和地方，可以使用不同的列印參數来控制結構的特性。

3D列印技術和新材料的研發，是科技和產業界的一大前沿領域。台灣的學術界和產業界積極參與其中，並且取得了一系列的重要成果，隨著研發的不斷深入，未來可期待更多突破和創新，開創更多可能的應用領域，如今，設計者已經有更大的彈性來滿足不同的需求。

結合設計與材料

李院長強調，當前的設計不僅涉及材料的選擇，還結合了形狀和結構的考量。透過實威國際多種CAE工具的應用，包括SOLIDWORKS和SIMULATION等軟體，研究人員能夠更精準地控制和預測材料的特性。

積層製造的進步已使材料選擇和結構設計結合成一個整體的科技。通過模擬分析，設計師能夠更靈活地應對特殊需求，並實現更精確的功能定制，此科技雖然複雜，但提供了更大的彈性，使得更多的製造技術和工具得以應用。

CAE等設計分析工具的重要性逐漸凸顯，尤其在智能材料和4D列印的新領域。智能材料和4D列印技術的加入，讓材料在印完後仍具有可控性，這種以時間控制材料的新趨勢，不僅是一個有趣的主題，也預示著工業上的廣泛應用即將到來。

 

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