金屬粉末積層製造技術在航太領域之發展與機會(上)：材料世界網

金屬粉末積層製造（AM）或 3D列印是近幾年來掀起新一波產業革命熱潮的領域。積層製造的優勢在於擁有短時間內，製造任意複雜零件之能力及結構輕量化之性質，此技術可以製作出傳統製造技術無法製作的高複雜度工件，特別是在航太、汽機車及生醫領域深具潛在應用商機。目前政府正致力於推動五大創新研發計畫與行政院生產力 4.0發展方案，國防、航太與積層製造為發展重點項目，可藉此推動航空產業服務化，以提升台灣航太產業附加價值，擴大市場效益。

航空市場趨勢
根據國際航空運輸協會(IATA)公佈資料顯示（圖二），整體航空運輸市場已於2012年回到2008年之水準。長期來看，從目前到2028年，全球市場新增客機和貨機的數量將達29,000架，總價值達到 3兆2,000億美元。依照目前旅客成長趨勢，全球航空客運預計以平均每年 4.9%的速度增長，在20年內增長將近3倍，全球航空公司 100座以上飛機機隊的規模也將成倍增長，由目前的13,300架到2028年將增加 26,900架，預計接近8,723架舊飛機需要更新，這就意味著市場需要 29,000架新飛機。與此同時，全球航空貨運預計以更快的速度增長，年平均增長率達到5.4%。加上機隊更新所需的飛機數，預計未來20年內需要3,800多架新貨機，其中 900多架將由新飛機來滿足。

圖二、全球市場成長指標

航空發展趨勢
根據文獻資料，如表一及圖四，飛機載重與油耗之對應關係成正相關，目前全世界正面臨化石燃料使用率過高，造成二氧化碳排放量日益增加而溫室效應日趨嚴重之環保問題，因此，飛機輕量化零組件之開發勢在必行。依據所訂定的目標，可透過機身和引擎等零組件輕量化技術開發，分別為減重與讓飛行更有效率，各國競相投入資金、人力研發輕量化材料與輕量化結構設計，已成為目前機體減重的主要發展重點。

積層製造在航太領域之產值
表三顯示全球積層製造產值，目前主要仍以消費性產品為最高，預計 2020年，產值將達到 15.75億美元。而積層製造運用在航太領域的產值，在 2020年預計達到 10.2億美元，年複合成長率達 23.4%，是成長最快的應用領域之一。另外，觀察市場的變化，其增長最快的領域是國防工業，年複合增長率達 25.2%。從市調結果得之，航太與國防將是成長最快的領域。

依據調查機構研究指出（表四），全球航太積層製造產值在 2020年將達到 10.2億美元，年複合成長率達 23.4%，其中北美地區是目前航空最大市場。預計2020年歐洲地區將成為全球最大的航空積層製造市場，年產值將達 4.2億美元，年複合成長率達 24.5%。亞太市場的年複合成長率高達 25.4%，預計2020年達 1.63億美元。

積層製造在航太產品之應用
近三年內，不論是德國「工業4.0」、美國的先進製造夥伴計畫（AMP）政策、日本產業重振計畫、韓國的下世代智慧型工廠或是中國製造2025計畫，全球主要國家均積極推動建構智能化製造、生產、銷售系統，以快速反應或預測市場需求。產業供應鏈垂直與水平數位化、智能化，成為全球搶單競爭關鍵，而……以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。