無塑3D列印耗材問世 朝陽科大產學研發成果亮相

因應全球減塑與淨零排放趨勢，朝陽科技大學工業設計系近日舉辦「產品設計期末設計展」暨「立昇量子纖維公司產學合作成果展」，展覽內容涵蓋智慧農業、產品打樣、模型製作與環境友善材料應用等主題。其中，「無塑3D列印耗材」是最受矚目的亮點之一。

工設系主任李雁隆指出，在教學與實作課程中，學生需透過大量打樣與模型製作，驗證設計概念與產品可行性。然而，PLA、ABS等傳統3D列印材料雖具備加工便利性，其在產品生命週期結束後，仍可能衍生難以回收或自然分解的環境負擔。為從源頭降低廢棄物壓力與環境衝擊，該系導入不含塑料的「無塑3D列印耗材」，將永續設計理念系統性融入設計教育與實作訓練中。

該材料為朝陽科技大學與立昇量子纖維公司產學合作研發成果。李雁隆指出，傳統3D列印材料在製程中可能產生揮發性有機氣體（VOCs），「無塑3D列印耗材」能有效降低相關環境與健康風險，提升製程友善性。此外，它具備更完整的循環應用潛力，不僅可於產品報廢或列印失敗後進行回收再製，也可在特定環境條件下自然分解，有助建立閉環式材料循環系統，提升資源使用效率與永續性，並為3D列印材料的環境減負提供新解方。

立昇量子纖維公司副總賴雲昇表示，「無塑3D列印耗材」以台灣在地竹纖維與澱粉為主要基材，完全不含石化塑料成分，並透過纖維複合與材料改質技術，開發具備工業應用潛力之綠色列印材料。他指出，這項技術的核心目標在於提升材料於製造與使用端的循環再利用效率，同時降低整體環境負荷，並進一步推動竹材等在地生物質資源的高值化應用，強化永續材料於3D列印產業鏈中的實務落地可能性。

賴雲昇說，「無塑3D列印耗材」具備三項核心技術優勢。在無毒安全性方面，它在列印過程中不產生有害揮發性物質，且成品達食品接觸等級安全標準，耐熱性能最高可達120°C，可延伸應用至烘焙模具等食品相關載具。在材料循環與環境特性方面，產品在自然掩埋環境中約2至3年即可由微生物完全分解；在一般使用條件下則可維持5至8年的結構穩定性而不顯著劣化，兼顧使用壽命與環境友善性。最後在循環經濟價值方面，「無塑3D列印耗材」以台灣約18.5萬公頃竹林資源為基礎，具高度再生特性，有助提升在地林業資源利用效率，並促進廢棄竹材的高值化應用，強化生質材料於產業鏈中的循環利用潛力。

據了解，「無塑3D列印耗材」的研發歷程歷經多項關鍵技術挑戰。初期在3D列印參數控制與材料穩定性方面仍存在變異問題，導致應用範圍受限。為突破技術瓶頸，李雁隆帶領研究團隊與學生，持續針對列印溫度、輸出速度及材料配方進行系統性調校與反覆驗證，逐步建立穩定製程條件，並推進至實務應用階段。

該研發成果也獲得國際肯定。其中，「無塑料農業用地膜」榮獲第19屆烏克蘭國際發明展金獎，而「無塑3D列印耗材開發」則獲IIIC國際創新發明競賽金牌，展現該系在無塑材料設計與循環應用領域的研發能量與國際競爭力。至於在應用方面，該材料已逐步拓展至生活應用，包括與全家便利商店合作開發「植纖杯」，並延伸應用於包裝材料、農業地膜及其他永續產品開發，持續擴大其材料應用版圖與市場實證場域。

面對ESG與永續發展趨勢，賴雲昇指出，儘管環保材料在現階段成本相對較高，但其價值應納入環境外部成本進行整體評估，以反映其長期永續效益。董事長王正雄也肯定該校將材料特性轉化為設計應用的能力，認為此舉有效促進產學鏈結與技術落地，加速創新成果轉化為實際應用。

李雁隆表示，永續設計已逐漸成為設計教育與產業發展的重要核心方向，未來將持續深化產學合作機制，強化設計思維、材料研發與實務應用的整合，培育具備跨域整合能力的設計人才。他強調，本次成果展不僅呈現設計教育與材料科技結合的階段性成果，也凸顯永續材料在教育場域與產業應用上的發展潛力。