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3D列印產業趨勢 資料來源：勞動部校園電子報 105年 5月

一、 前言

20 世紀初期，美國憑藉製造工業實力成為世界上最大的經濟體。

隨著工資逐漸升高，1970 年代後期其製造業開始大量轉移到工資較

便宜的中國以及東南亞國家，造成國內嚴重的失業問題。一般認為一

個製造工作可以產生 10 個工作機會，其中 6 個出現在供應鏈中，

其餘 4 個則在為製造業服務的金融服務業工作。

由於 2008 年金融海嘯的影響，各先進國家都體認到製造業才是

國家經濟長期發展的根本。因此在 2013 年美國總統歐巴馬喊出「讓

製造業重返美國」的政策，其中的重點產業就是 3D 列印。快速原

型（rapid prototyping）以及 3D 列印技術萌芽自 1980 年代，這些

年來其製程不斷地突破創新。在這波發展的浪潮中，開放硬體

（open-source hardware）社群扮演著重要推手的角色，因為自從 3D

列印的軟硬體由社群中開放之後，世界各地的優秀工程師得以參與集

體創作，共同完成讓 3D 列印技術普及到一般家庭中的理想。

3D 列印技術以數位模型檔案為基礎，製造過程數位化，可以突

破空間的限制。也就是說，只要取得產品的數位圖檔，理論上，不論

在世界各地，只要製造的條件一樣，使用的材料、設備、製程都一樣

的話，所生產的產品規格與特性必定是相同的，也因此數位製造成為

這一波美國亟欲推動製造業重返美國的重要技術。

過去，數位革命的衝擊尚未影響到製造業。但《自造者時代：啟

動人人製造的第三次工業革命》（Makers, the New Industrial Revolution）

的作者安德森(Chris Anderson)認為，未來 10 年，我們將過去網路虛

擬世界學到的，包括合作式的生產方式，應用到實體世界。被《經濟

學人》形容引爆「第三次工業革命」的數位化製造，可以快速製造客

製化的產品與服務。安德森指出，傳統製造的三大缺點：1、必須要

有規模經濟，邊際成本才會降低。所以廠商必須要大量製造，才能賺

錢；2、製造生產的時間過長；3、如果製造過程中發生錯誤，會造成

廠商巨大的損失。

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有別於傳統工廠，數位製造不受邊際成本影響，生產一個原型產

品與一萬個的固定成本沒有太多區別，因此不需要大量生產。而數位

製造同時也瓦解傳統製造中，從設計、打模具、大量生產、通路等高

資本投入。這種「數位革命」在出版業已經發生過一次。例如「桌上

型電腦的數位出版」的出現曾經顛覆出版業，當雷射印表機，結合

Adobe Pagemaker 等數位出版軟體，再也不需要大型印刷工廠，只要

輕輕的在電腦螢幕上按下「列印」，出版品便很快呈現在你面前。同

樣地，3D 列印也是如此，簡化工廠繁複的加工過程，只要按下一個

簡單的按鈕「製造/列印」（make/print），3D 成品便可在你眼前製成。

隨著 3D 印表機設備與材料技術的成熟，價錢相對愈來愈便宜，愈來

愈多人有能力購買時，預期將帶動另一波潮流，也是啟動這波數位製

造革命的關鍵。

近年來歐、美、日、韓以及中國大陸等政府對於推動 3D 列印產

業政策不遺餘力，並相繼提出促進 3D 列印產業發展策略方案以推動

產業發展，如美國啟動「先進製造夥伴聯盟」 (AMP ; Advanced

Manufacturing Partnership)計畫，透過產官學合作，找出研發的投資機

會、促進競爭前的合作，共享設備和基礎設施，以求美國先進製造業

的變革。AMP 指導委員會提出政策建言，挑選出包含積層製造之 11

項優先投入 R&D 技術清單，並建立國家製造創新研究院網絡。2007

年歐盟科研架構計畫(Sixth Framework Programme，FP6)，支持推動

Custom-IMD 專案，投入經費達 980 萬歐元，結合橫跨 7 歐洲國家與

22 個策略聯盟夥伴，整合生醫材料、積層製造與醫療，共同發展新

的生醫材料和積層製造技術，建立即時客制化醫材製造。

中國大陸 2012 年成立《中國 3D 打印技術產業聯盟》，集合了中

國 40 多家從事 3D 打印的企業和科研單位，透過聯盟形成合力，逐

步打開應用市場。2013 年 1 月產業聯盟與四川當地政府達成意向，

擬由雙方出資 5 億人民幣在雙流建設 3D 打印技術產業創新中心，向

成都及周邊地區的電子、汽車、機械設備等企業推廣 3D 打印技術。

同年 5 月決定將正式啟動中國 3D 打印的創新中心，下一步將會選擇

10 個工業城市集中建設 3D 打印技術產業創新中心，預計三年左右，

中國 3D 打印產值可能達到百億元人民幣。

我國具領先全球的資通訊產業，無論是在資訊、通訊、半導體及

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光電產品等領域，均已有極佳之發展經驗與基礎；在此同時，我國的

工具機技術亦發展成熟，產業市佔居全球第六，這兩個重點產業未來

可為臺灣發展 3D 列印先進製造系統提供紮實的基礎與優勢，加上國

內充沛的設計與系統整合人力，非常適合發展 3D 列印數位製造產

業。

二、臺灣 3D 列印產業發展現況

(一) 3D 列印產業市場趨勢

3D 列印產業市場主要以設備、材料、軟體、應用四個方

面，其中 3D 列印之設備與材料主要依據表一所示 3D 列印

七大技術相互搭配發展。根據 IDTechEx 的統計，2012 年積

層製造市場約 20 億美元，其中以粉體熔化成型技術(PBF)

的市佔率最高，達 45.3%；其次為光聚合固化技術(VP)，市

佔率達27%；市佔率第三為材料噴塗成型技術(MJ)，達11.3%。

由於粉體熔化成型技術(PBF)相關設備造價較高，所以在數

量上的佔有率是 3.2%，而材料擠製成型技術(ME)與光聚合

固化技術(VP)的造價相對便宜，因此數量的佔有率較高，分

別為 40%與 48%。

表一：3D 列印七大技術分類

3D 列印技術 定義/說明

光 聚 合 固 化 技 術 (VP;Vat Photo

polymerization) (SLA; Stereo

Lithography Apparatus)

一種積層製造流程，以光固化

的方式將槽內液體光敏聚合

物選擇性的固化成聚合物。

材料噴塗成型技術 (MJ ; Material

Jetting)

一種積層製造流程，將建構材

料的微滴選擇性地沉積。

黏著劑噴塗成型技術 (BJ ; Binder

Jetting)

一種積層製造流程，其中液體

粘接劑選擇性地沉積於接合

粉末材料。

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材料擠製成型技術 (ME ; Material

Extrusion )/(FDM ; Fused Deposition

Modeling)

一種積層製造流程，將材料被

選擇性地通過噴嘴或孔噴出

粉體熔化成型技術 (PBF ; Powder

Bed Fusion)/(SLS ; Selective Laser

Sintering)、 (SLM ; Selective Laser

Melting)

一種積層製造流程，其中熱能

選擇性融合粉末床的部分區

域

疊層製造成型技術 (SL; Sheet

Lamination )/ (LOM ; Laminated

Object Manufacturing)

一種積層製造流程，其中片狀

材料被結合形成物體

指向性能量沉積技術(DED ; Directed

Energy Deposition)

一種積層製造流程，當材料被

沉積時，它集中熱能以融化的

方式融合材料。

資料來源：工研院 IEK 整理(2015/08)

根據工研院 IEK的預測 2025年，市場規模達 200億美元，

2012~2020 年複合成長率達 22.3%，約有 5 倍的成長。其中

以PBF的市佔率最高，達51.2%；其次為VP，市佔率達24%；

市佔率第三為 MJ，達 8.5%。其詳細市場值與數量市佔如下

圖 1 所示。

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資料來源：IDTechEx (2013);Wohlers (2015/04);

工研院 IEK 整理(2015/11)

圖 1 3D 列印七項技術之市場規模預測

(二) 臺灣 3D 列印產業發展現況

臺灣的業者紛紛的投入不同的 3D列印製程及相關的產業

鏈，廠商投入 VP、BJ、材料擠製成型(ME)製程，PBF 製程

技術與相關設備除了研究單位則投入之外，國內的工具機領

導廠商也在 2015 年台北國際工具機展(Taipei International

Machine Tool Show 2015)展出相關設備。有一些廠商也具備

部分製程所需的零組件，例如滾珠螺桿、光機模組、列印頭

等如圖 2 所示。

目前國內在材料擠製成型(ME)技術製程投入廠商最多，

其中主要廠商包含：三緯國際、震旦行等大廠。三緯國際立

體列印科技，以自有品牌「XYZprinting」推出平價 3D 列印

印表機，該公司在 2015 年 3D 列印機出貨約達 5 萬多台、

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年增約 80%，產量佔全球出機量的 21%，居全球之冠。

立體光固化成型(VP)設備的價格從新台幣十數萬到一百

多萬元皆有，建構產品尺寸的大小與產品的精度、積層速度

都會影響售價。建構尺寸從幾公分到幾十公分都有。臺灣則

有揚明光學、三益海棠、三緯國際等廠商投入生產製造，並

自行發展光機模組。BJ 型 3D 印表機的價格則是從新台幣幾

十萬到幾百萬元都有，未來的發展趨勢是往高速、多色彩列

印技術發展。此類型設備代表廠商為美國的ZCORP(已被 3D

Systems 併購)、美國的 ExOne、德國 Voxeljet。臺灣則有研

能科技等公司投入，研能科技具備自行研發與生產噴頭與印

表機的能力。PBF 設備造價為這幾種類型最高的，大約都是

從幾百到幾千萬，而且關鍵零組件亦相對複雜，因此進入障

礙相對較高。這種類型設備代表廠商為德國的 EOS、美國

3D systems，建構尺寸越大與精度越高的設備相對的也就越

貴，有工研院、中科院投入相關設備、材料與零組件的開發。

東台精機與法人合作，在 2015 年 6 月的光電展，已經展示

出 PBF 設備，拉近臺灣與先進國家在 PBF 技術的差距。

資料來源：工研院 IEK 整理(2014/09)

圖 2 臺灣 3D 列印產業廠商投入狀況

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三、結語

3D列印具備下一世代的數位製造優勢，全球各大國皆積極投入，

而我們臺灣本身兼具 ICT 及工具機等的堅強產業基礎與優勢、擁有充

滿創意與活力的人才，國內的 3D 列印未來在數位內容、軟體應用、

雲端技術及各式網路服務既有優勢基礎上，可在前端設計、中端製造

及後端行銷平台提供更多的產業應用創意，發展更多元的 3D 列印相

關高值應用，透過開發客製化醫材、文創產業、高性能元件、以及高

值化模具等創新應用，藉此促進產業升級與創造高附加價值的產品。

同時政府也可透過跨部會整合，推動 3D 列印相關技術教育、培育 3D

數位製造人才，進一步將臺灣發展成為亞太甚是全球的 3D 列印代工

製造中心，創造更多數位化的高階工作機會，朝全球高值數位製造服

務挺進。