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Gartner:3D列印的技術成熟曲線
楊孟衡 .2016/8/5
摘要 隨著新興的供應商、服務、產品與用途數量成長,企業用3D列印裝置與消費者用3D列印裝置的市場也持續擴張。Gartner的「2016年3D列印技術成熟曲線」(Hype Cycle for 3D Printing, 2016)報告提供3D列印前景的概述,並提供技術、產業與製造程序的發展脈絡。
許多3D列印技術問世已經接近30年,現在看來,這些早期工具的速度、品質、處理能力與成效十分有限。除了原型樣品的製造之外,這些早期工具能為企業提供的價值並不多。近五年多來,「自造者運動」(Maker Movement)促進無數的3D列印技術活動,並鼓勵3D列印供應商與使用者應用3D列印開創新的產值與社會影響力。許多產業對3D列印技術的運用已經跨越試驗階段,3D列印技術將於未來5年達成產業化,並進入價值鏈。報告提出3D列印的多種應用層次,本文摘錄其中的兩項關鍵技術,預計可在2至5年內帶來顛覆性的效益,分別是聽力輔助裝置與協助製造關節植體的3D列印,以下將分別描述。
一、 運用3D列印製作聽力輔助裝置
1. 定義:3D列印聽力輔助裝置是一種用於改善穿戴者聽力的產品,以客製化的塑膠外殼包覆麥克風與/或揚聲器等電子元件。
2. 商業影響:3D列印技術已經從產出原型演進至印製廣泛的產品,製造方式包括生產同一規格產品的短期(Short Run)模式或生產客製化產品的長期(Long Run)模式。聽力輔助裝置產業是採用3D列印技術的先驅者,可做為其它產業運用3D列印大量生產客製化產品的借鑒。此一技術已進入實際生產的高峰期(Plateau of Productivity),短期之內便可能商業化。
二、 運用3D列印製造關節植體
1. 定義:髖關節/膝蓋植體(Hip/Knee)的應用涵蓋3D列印、組織工程(Tissue Engineering)與隔片(Spacer)技術,這些新科技取代了原先用於關節替換的設計、製造與移植技術。新的製造方式為患者提供客製化的植體,能符合其關節的形狀需求。置換手術的前置程序從電腦斷層(Computed Tomography, CT)掃描建構數位模型開始,接著利用演算法驅動3D列印裝置印製客製化的植體(例如使用具備生物相容性的陶瓷、塑膠或金屬粉末),再擬定精確的開刀與重建計畫。
2. 商業影響:
髖關節/膝蓋置換手術是世界上最普遍的手術之一,這種置換手術在美國每年大約執行1百萬次,在英格蘭及威爾斯地區則大約執行16萬次。因此3D列印技術於植體製造領域的應用是一項重大進展,也大大提升了3D列印技術的重要性。精確的3D列印植體和客製化的模具、器材與手術規劃對病患具有極大的影響力。由於髖關節/膝蓋置換手術十分普遍,Gartner因此把該領域的3D列印應用評價為具有顛覆性效益的技術。他們認為,此一醫療領域將會充分顯示3D列印所帶來的創造性與創新。
除此之外,估計2022年時手術用髖關節與膝蓋植體的市場高達330億美元。隨著人類的壽命逐漸延長,越來越多病患需要進行第二次置換手術(膝蓋植體的使用期限約莫15至20年) ,3D列印技術將為更加複雜的第二次手術帶來助益。
資料來源 Gartner