3D列印全瓷牙將成真──專訪汪家昌教授 |
2013.7.18 撰文◎林秀嬪 ![]() |
明代作家魏學洢〈核舟記〉一文生動地描寫王叔遠巧奪天工的微雕藝術品,於一只不盈寸的核桃上再現東坡遊赤壁的景況,人物情態與舟中事物之精細,令人不禁驚嘆「技亦靈怪矣哉!」如今我們不再只能神往想像文中鬼斧神工之技藝,甚至能製作出比核舟更加精巧、材質更加精密的藝品,這就是來自汪家昌教授獨特的陶瓷3D列印技術。 |
汪教授如流水般侃侃而談3D列印的起源與發展,近年成為顯學的3D列印,其實於1984年已開始發展技術,1989年賣出第一台3D列印設備,同年大部分的專利被申請。而今因專利過期,技術於中國大陸急速流通應用,引起美國的關注與憂患意識,歐巴馬因而投入十億美金,力拱為「第三次工業革命」。早於1992年接觸過3D列印技術,並持續投入與關注的汪教授認為這是被炒作的現象。2009年ASTM定義此技術為「積層製造」(AM,Additive Manufacturing),可分為七大類,每類又各自發展不同技術,不同的材料對應不同的加工方法。然而在集團併購後,如今全球專利只掌握於三家企業手中(2家美國,1家德國)。 |
在研究過專利地圖與佈局後,汪教授認為仍有發展空間的領域在陶瓷製材方面,因以陶瓷粉末與膠質調和的製材普遍有硬度不足的問題。他透露今年(2013)八月始有一家德國系統的公司將以20億歐元的價格販售陶瓷列印設備,然而受限於材質特性與製造技術,改變配方的材料需由下而上列印(一般為由上而下),成品需有支撐結構及底座,在形狀上將大受侷限。如何去掉底座、支架而仍不損壞本體精細的部分,將大大考驗這台設備的使用者。故汪教授於十年前就捨棄往材料配方發展的路線,而著墨於製造技術上。因不需要底座與支架,汪教授掌握的3D列印技術可以製作更細緻與富變化的成品,形狀不再受限,且硬度高於玻璃,不易破損,堪為全球領先的技術,而技術本身自然是不可透露的機密了。 |
陶瓷3D列印的成品除了可以應用在文創產業上,製作精緻與纖毫畢現的藝術品外,更可應用於醫療及工程領域。汪教授目前著眼於全瓷牙的研製開發,將以強度足夠的氧化鋯為材質。如開發成功,一次可以製作多顆全瓷牙,與目前一次只能刻一顆牙的減法技術相比,將大幅降低時間成本,惟完整的產業鏈目前尚未形成。至於技轉的策略方面,汪教授採技轉給單一廠商的方式取代販售設備,開發適於各產業的機器,由企業每年支付技轉金。如此除了使技轉對象廠商免於產生競爭對手,每年合作的廠商也願意藉由產學合作案的模式來精進技術,持續成長與良性互動的結果不怕技術被別人學走。除了技術獨步全球外,汪教授的永續經營理念也相當有一套,足見其目光之長遠與思維獨特之處,值得取鑑。 |
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左圖為一體成形環中環,內環可轉動(汪教授實驗室提供);右圖為氧化鋯獅子(汪教授實驗室提供) |
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