May 2025

金屬3D列印的常見問題FAQ

相較於塑膠 3D 列印，金屬 3D 列印在初期導入階段會更具有挑戰性。為了幫助有興趣深入了解金屬積層製造的朋友們，我們特別整理了一份常見問題 FAQ 清單，針對常見的疑問進行說明，協助您更順利地掌握相關知識，在評估導入系統的同時，也可更精確地審視哪種技術更符合公司的商業和應用需求。

金屬 3D 列印是一種積層製造技術 (Additive Manufacturing)，透過將金屬材料（粉末或線材）使用數位模型逐層堆疊來製作出零件。相較於傳統加工方式，金屬 3D 列印可以製作出形狀複雜、結構輕量化的零件，並節省材料與時間。

金屬 3D 列印通常採用以下幾種技術：

技術	原理	特點	說明
選擇性雷射熔融 (SLM)	雷射熔融粉末	高解析度，應用最廣	使用雷射熔融金屬粉末，逐層建構零件。
電子束熔融 (EBM)	電子束加熱粉末	適用於高溫和金	類似於 SLM，但以電子束在真空環境中操作。
直接能量沉積 (DED)	熔池中沉積材料	適用於大型零件或修補	將金屬粉末或線材送入熔池中進行熔融，適用於大型或修復零件。
黏著劑噴射 (Binder Jetting)	黏結後燒結	快速、單件成本低	利用黏著劑噴射至金屬粉末床形成物件，最後再進行真空燒結。
結合粉末擠出 (Bound Powder Extrustion)	線材擠出成型後燒結	入門成本較低	類似於 FDM，但使用含金屬粉末的線材或棒材，列印後須脫脂與燒結。Desktop Metal 稱為 Bound Metal Deposition。

DED Binder Jetting

(左圖) DED 整合機器人手臂系統; (右圖) Binder Jetting 黏著劑噴射系統

您可根據產品需求與品質標準進行不同技術的選擇。

常見的金屬材料包括：

Meltio Materials Wire vs Powder

(左圖) DED 金屬線材; (右圖) 金屬線材 VS 金屬粉末

不同技術和系統可使用的材質不同，以上列出的材質為大宗材質。這些材料廣泛應用於航太、醫療、能源與汽車等領域，並符合多項國際標準。

金屬積層製造的主要優勢包括：

它是一項能結合創新設計與快速製造的技術，對新創與研發部門特別有吸引力。

DED Integration Lightweight Design

(左圖) DED 整合機器人手臂系統進行零件修復; (右圖) 零件輕量化設計的油壓閥，使用Binder Jetting 黏著劑噴射系統生產

其它常見應用包括功能性原型製作、維修再製造零件和客製化零件等。

不過，透過妥善規劃與技術導入，這些挑戰是可以克服的，並可轉化為企業競爭優勢。

CNC Machined

(左圖) 進行零件檢測; (右圖) 3D 列印零件進行 CNC 加工

列印速度依技術與零件體積而異。以 SLM 為例，每小時約可列印 5~20 cm³ 材料。對於小批量生產或高附加價值零件非常合適，但不一定能取代傳統大量生產。Binder Jetting 每小時列印速度為 800cc，產出量高，適合做批量生產。

通常不會。單件成本較高，但對於少量、複雜、客製化或難以以傳統方式製造的零件非常有成本優勢。優勢存在於可節省模具、材料浪費與組裝成本。

導入金屬 3D 列印是一項具策略性的決策和長期投資，涉及技術、資源與組織目標的多方考量。此投資不僅是設備升級，更是一種製造思維的轉變。評估關鍵在於跨部門合作，設計、工程、品質、採購單位都須共同餐噢。以下是五個關鍵衡量點:

了解您的應用需求與商業目
- 是否需要更快開發原型？
- 是否希望客製化生產或快速交貨？
- 是否有難以加工的幾何形狀零件？
- 是否在尋找供應鏈彈性或備品在地製造？
評估是否自建產線或與服務商合作
- 與第三方列印服務供應商合作
  - 初期投資成本低
  - 可以快速進行試產、學習流程
  - 適合設計導向的研發團隊
- 自行建造金屬 3D 列印設備與產線
  - 高度客製化生產能力
  - 長期可降低單件成本
  - 需有專業操作人員與安全環境
選擇合適的技術與材料
- 根據產品需求，選擇正確的列印技術與材料是非常關鍵的議題
- 需要確認材料是否有符合您產業的認證和法規要求
進行試產與性能測試
- 設計零件並製作初步原型
- 分析列印品質（尺寸、翹曲、孔隙率等）
- 進行必要的後處理與熱處理
- 實施強度、疲勞與功能性測試
- 回饋設計與製程調整
- 若有結構安全要求，可使用模擬分析工具預測列印變形與內應力。
規劃量產策略與組織能力建設
- 規劃產線規模、設備佈局與後處理流程
- 建立材料管理與品管流程
- 建立操作與維護培訓制度
- 整合設計、製程與業務部門合作