根据市场研究机构 Gartner 发布最新预测，2015 年 3D 打印机市场正面临转折点！全球 3D 打印机出货量从去年的 10.8 万台，大幅提升至 21.7 万台，成长率高达 101%。受惠于品质提升、成本下降，加上可用的材料日益多元化，Gartner 乐观预测，3D 打印机从 2015 年至 2018 年间，每年出货量均可望倍增，预计 2018 年时全球出货将超过 230 万台。
全球 3D 打印机出货量
（单位：万台；Source：Gartner）
过去 3D 打印的关键技术，主要都掌握在美国的 3D System 和 Stratesys 两家公司手中，台湾业者扮演的角色以代理商居多，直到专利到期后，台湾业者才开始以创新及平价攻势抢占 3D 打印机市场。
3D Systems 和 Stratasys 是 3D 打印产业两大龙头，各自掌握光固化（SLA）以及熔融沉积造型（FDM）的关键技术。随着阻绝竞争对手的关键技术专利，在前几年陆续到期之后，3D 打印机跳脱以往的高阶身价，采用 OPEN Source 的 3D 打印机产品相继问世，产品价格也从要价数千美元降到数百美元，带动产业及投入业者快速成长。
3D 打印应用多元化，FDM 技术最常见
由 Stratasys 最先研发出的 FDM 技术，是将热塑性材料加热到半液体状态，沿着电脑控制的路线进行挤压，逐层构造出零件后，剥除支撑材料或用特殊溶液溶解，即可制造出具有机械和化学强度的零件。FDM 采用高性能热塑性构建概念模型、功能性原型和最终零件，可以承受高温、化学、潮湿或干燥的环境；不仅如此，就连传统制造方法很难构建出的几何图形和凹槽，都能借由使用可溶性支撑材料制造出来。
近年来 3D 打印的应用走向多元化，在汽车产业、科技产品、航太产业、电力工程、交通运输、医疗产业、珠宝饰品、设计应用、消费娱乐等各大领域，均已出现实际应用的案例。在 3D 打印的各项技术中，FDM 是业界公认技术门槛和成本最低、最容易入门，应用范围又最广的选择，市面上平价的 3D 打印机种大多采用 FDM 制程，可运用于快速成型、制作公仔玩具、生物科技产品等各领域。
看准此商机，台湾也有业者投入光固化成型技术开发，成立于 2013 年的三纬国际立体打印（XYZprinting），目标是开发出“每个人都能轻松享有的 3D 打印机”。XYZprinting 在今年初推出采用立体光固化技术的 3D 打印机──Nobel 1.0，获得 2015 年 CES 国际消费电子大展的编辑首选大奖（Review.com EDITOR’S CHOICE AWARDS）。相较一般 FDM 技术的 3D 打印机，Nobel 1.0 打印精细度可达 4 倍之多，高精密度的打印质感是其特色，更适合用于制作珠宝饰品等精致的创作，因为 3D 打印精致度的提升，可轻易完成传统工艺无法实现的设计概念，目前国内已有珠宝设计师开始利用 3D 打印进行打样，未来 3D 打印在工艺设计上的应用会越来越常见。
▲ XYZprinting 推出的立体光固化 3D 打印机 Nobel 1.0，国内售价 54,990 元。（Source：XYZprinting）
2015 台北国际电脑展，3D 参展焦点抢先看
在 2015 年台北国际电脑展中，XYZprinting 将会带着最新的 3D 打印机产品参展，其中最引人注目的除了扫描技术和打印机二合一机种，还有引发话题的食物打印机。为简化了 3D 绘图的复杂度，XYZprinting 推出 3D 扫描+打印的全新机种 da Vinci 1.0 AiO，方便消费者直接将快速扫描后的图档打印出来，和国外具有扫描功能的机种相比，价格更加亲民。
将 3D 扫描和打印技术巧妙整合的，还有钰创科技推出的 3D“物存 TM”系统平台，钰创以 3D 深度影像撷取 IC 为基础，利用双镜头完成 3D 影像撷取，可在自然光源环境下完成全彩三次元资料数位，也能透过高精度激光光源辅助，取得工业级 3D 资料重建资讯，完成 3D 取像与纹理采集，再利用先进图学算法建构被扫描物件完整的 3D 资料，进一步完成 3D 打印。这项技术能运用在人体资料撷取、3D 人物动画特效、虚拟实境及扩增实境等应用，大幅提升数位内容产生和开发的方便性。
未来 3D 打印机不只会出现在办公桌上，更有可能走进每个家庭的厨房中。看准智慧家电与食物打印的市场商机，XYZprinting 发表出全台第一款强调便利以及多元性的 3D 打印食物机 Food Printer，利用数位控制技术将食材准确堆叠成型后，只需送进烤箱烘烤，就能完成个人特制的创意料理。
▲ XYZprinting 新开发的 3D 打印食物机 Food Printer，国内售价仍未定。（Source：XYZprinting）
中诠微动（STARMEN）同样在 2013 年开始自行研发生产 3D 打印机，可依成品尺寸输出选择不同机型，耗材则以聚苯乙烯（HIPS）、ABS 塑料、聚乳酸（PLA）等环保塑材为主。中诠微动首创的悬吊式金属架 3D 打印机 STARMEN QD-1X，除了结构沉稳、打印品质更稳定之外，打印速度可达到 120~300 mm/s，且支援多模打印。另外，中诠微动最新推出的 STARMEN FACE 20 3D 打印机，整机由台湾自行开发设计生产制造，采用线性滑轨与滚珠螺杆等精密机械，精度可达 0 .05mm。
展望 2015 年，中诠微动将开发更大型及多工型的 3D 打印机，并将 3D 打印推广至建筑、工程、地理空间、医疗等生活化用途，并投入短期制造领域。
热塑性 3D 打印材料，成长最快速
3D 打印材料市场的驱动力主要来自消费产品、航太业、医疗业、国防、汽车及电子产业。在材料选择上，大致可分成塑料、金属及其他打印材料三大类，会因应用领域而有所不同，塑胶成品部分主要运用于产品打样，而金属成品则使用于航太、机械、汽车工业中的零件设计。消费型 3D 打印技最常使用 ABS 或 PLA 塑料，各种采用 FDM 技术的 3D 打印机在专利到期后纷纷上市，带动热塑性打印材料市场快速成长，国内厂商也致力于开发各种新的打印材料，希望将 3D 打印的运用进一步导入新的领域。
今年参展的亚世特旗下品牌 EXTEK，目前产品线包括 ABS、PLA、HIPS 等 3D 打印线材，以及 3D 打印机专用胶带。亚世特开发出可被汽油溶解的 3D 打印线材，只要将打印产品放入同材积 95 汽油于容器中，约两个小时就能将支撑材拆除，完全不留痕迹，因为溶解打印物的汽油不会变黏稠，还可重复使用。
▲ 可被汽油溶解的 3D 打印机线材 EXTEK Oil dissolvable，国内售价一卷 790 元。（Source：亚世特）
随着 3D 打印的技术不断推陈出新，加上相关软件、材料、设备的日益普及，未来五年内，3D 打印最主要的应用端仍指向企业的原型生产及零组件制造，并为生技医疗领域提供强力的支援，但真正普及于一般大众及家庭市场已是指日可待，最快在未来的五到十年内就能实现。
（本文转载自 COMPUTEX 2015《物联行动穿戴世代成形》特刊；作者：北美智权报编辑部吴碧娥）
