3D列印之著作權議題研究-以實用性物品之設計保護為核心 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學科技管理與智慧財產研究所碩士學位論文. 3D 列印之著作權議題研究－以實用性物品之設計保護為核心 A study on 3D printing’s copyright issues – focusing on the protection of the design of useful articles. 指導教授：馮震宇博士. 研究生 : 吳承芳撰. 中華民國 106 年 8 月.

(2) 謝辭書寫文章是一段孤單又豐富的漫長時光，孤單的是身體，豐富的是心靈。書寫需要經過長時間的挑選、吸收、沈澱、發酵、剔除、再次循環前述動作，好幾十次，去蕪存菁之後才可能得到產出。如同我愛看的懸疑影集，戲劇中呈現的兇手行凶的方式，在時間的單向前進特性之下僅會發生一次，但在編劇的腦袋裡卻是不斷反覆，思索兇手犯案時怎麼樣才合理、精彩又同時環環相扣。因此，很多時候，書寫文章是屬於與自我間的戰鬥。我總是待在家裡附近圖書館裡努力奮鬥，每次都幻想圖書館自習室的常客是自己的小夥伴，鼓舞自己繼續向前；但同時，它亦是屬於與古往今來的大師、前輩的合作，在茫茫書海、眾多資訊中，找尋站在巨人肩膀上望向遠方的可能。我永遠忘不了當自己幾次在自我辯論中發現解答研究問題的一線曙光那種戰慄感、興奮感，這不是我一個人的成就，而是因為有大師、前輩的心血作為基石。我的指導教授馮震宇老師，曾經說過「論文將會是你出版的第一本書」，書本的完成，絕對不是依賴一人之力，首先感謝指導教授—馮震宇老師，從大學修習老師，到成為指導學生，老師一直是用親切的態度關心、細心嚴謹的態度教學。在參與老師的兩次研究計畫中，培養了我研究的能力，與老師的論文討論中，也獲得很多啟發與精進的機會，對於老師的感謝、崇拜之心溢於言表。謝謝兩位論文口試委員－謝銘洋老師、陳秉訓老師，老師們詳細且深入提出非常多建議與想法，指出其中當中之足與盲點，幫助我能更加完善論文內容。此外，再次謝謝陳秉訓老師在法學方法課程中教導我許多論文文獻搜尋的方式，對於本文書寫深有助益，謝謝張瑜倩老師在論文書寫過程中給予的鼓勵，給了我很大的動力，謝謝秋玲助教協助一路以外所有的行政申請程序，之所以能夠這麼順利，背後之功臣絕對不能少了您。接著，還有許多幫助我的朋友們，謝謝昭妤，沒有你多次陪我討論研究方向與架構，沒有你給我許多建議與鼓勵，我一定會更加茫然無措，謝謝以哲，在忙碌的工作與論文壓力之下，不忘提醒與關心我論文的進度，謝謝士捷，沒有你的時常叮嚀與嚴肅批評，我不可能更快更上一層樓，謝謝陪伴我最久的宗豪，同樣對於著作權法非常有興趣的你，與你討論研究問題時，讓我覺得更加有趣且好玩。還有，奕之、昀廷、璇璇、莉莉、宇迪、家瑜、廖大，和你們一. i.

(3) 起的研究所時光，不論是唸書還是玩樂的回憶都令我難忘，你們都是在孤單漫長的夜晚裡陪伴我的那盞亮燈。特別需要感謝在最後半年修習法學方法課程的至恩、昶霖、蘊瑋，陪伴我度過困難的最後一里路，謝謝「以畢旅為目標的論文寫作吃喝玩樂上進會」成員羽欣、品瑜、立瑾、旻睿、政諺、俊儒、怡真，一起玩樂、一起認真，謝謝在北大交換的小夥伴們邱邱、衫衫、瑋璠、育安、泰勒、蓓儀、昆哥、家澄、建勳、鬼鬼、朝維，讓我更想努力追上你們腳步，在人生的道路上同行，謝謝親愛的好友羽欣、佳儀、晴雯、嘉凌，你們是我的後盾與依靠，不論我用什麼態度面對你們，你們總是張開雙手擁抱我。最後但是最重要的，謝謝我的家人們，謝謝我爸、我媽、我妹、表妹 Peggy、小舅等等每一位家人，因為有你們，所以我想要變得更好，因為有你們，所以我得以堅持。大部分的我們實際上都是平凡人，不是智商超高的天才，也不是窮到連一頓飯都吃不起的人，不過就是跟著隨波逐流而已，但如果就這樣隨波如流下去，最後抵達自己都不知道地方怎麼辦，我想，或許「研究」就是一個解方，讓我們張開眼睛，不再保持沈默，或許就會有所改變。學海無涯，期望自己能夠保持輪文書寫時的熱情、積極與開放的態度，不因疲倦而放棄，找到那條道路走到最終。. ii.

(4) 3D 列印之著作權議題研究－以實用性物品之設計保護為核心摘要 3D 列印技術最早可以被追溯到 18 世紀，直到 2012 年英國經濟學人期刊表示 3D 列印技術將引爆第三次工業革命後，全球各國與產業界更加投入於此。直至今日，世界智慧財產權組織(WIPO)於 2015 年公布的《世界智慧財產報告》仍將 3D 列印列為三大前鋒技術之一，Gartner 在 2016 年所提出之年度預測中，亦表示 3D 列印在 2017 年仍是最重要之技術之一，本文研究發現其具備設計靈活、材料多樣、一體成型、以及材料節省等特性，在技術與設備逐漸成熟、價格降低等因素下，業界已將其運用在產品製造的各個階段－設計、製造、銷售、與維修階段，且根據研究許多企業亦對於 3D 列印抱持正面、積極之態度，可見 3D 列印技術之價值。本文因此以 3D 列印技術為對象討論，並討論所涉及之著作權議題。本文觀察到在 3D 列印中有兩個值得關注的部分，首先，由於其可使用多種材料製作多樣列印成品，當中包括了實用性物品之設計，即兼具藝術性與實用性之創作，會產生是否可受著作權保護之疑問，以及不同於純藝術之創作，為避免給予保護後將逾越著作權之立法精神，是否需要適用額外之著作權保護要件之問題；其次，由於 3D 列印在製造過程中，可分為建模階段、列印階段，當中涉及空間轉換之情形，因此會產生我國著作權法上如何評價此議題之疑問，本文針對以上兩部分進行研究，透過我國與美國實務與學說見解，分析與提出建議。根據我國著作權法之規範，本文認為我國著作權法在圖形著作與美術著作中係有兼具實用性與藝術性之創作類型存在，惟過去我國實務在美術著作僅以「手工」、「一品製作」之「美術工藝品」，本文認為專利法與著作權法並非互斥，有雙重保護之可能下，應揚棄「手工」、「一品製作」要件，縱使獲得設計專利保護、或屬於「機械」、「大量製造」之工業設計，亦可獲得著作權保護，因此本文建議修正「美術工藝品」用語為「應用美術」。接著是否需額外著作權保護要件上，本文發現我國判決曾引用美國著作權法之實用性原則之 iii.

(5) 內涵，同時研究後認為在美國 Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc.案後，統一適用步驟與標準，解決以往美國實務與學說所產生之矛盾與爭議，建議我國可以修法引進實用性原則，便於實務操作、判斷。在著作空間轉換議題，主要爭議是來自於立法沿革，目前實務、主管機關與學說見解共識在於著作於平面轉立體時，並非一概屬於實施行為，而不受著作權規範。實務、主管機關表示需視「立體物實際展現之內容」判斷為重製、改作、或實施，對此學說有不同意見，主要爭議在於考量因素與實施意義認定之差異，本文研究後提出著作空間轉換模型，以利實務判斷，並認為立體轉為平面亦可以同理判斷。最後，在 3D 列印之 CAD 檔案與列印成品可著作性上，本文認為最主要的問題除了實用性原則外，尚包括原創性部分，原創性之判斷會受到不同創作方式影響，但仍有受到著作權保護之可能。在實用性原則部分，Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc.案最高法院所提出標準相較以往更為寬鬆，本文認為若採取此見解，將會更容易取得著作權保護，對於 3D 列印創作人較為有利。. 關鍵字：3D 列印、CAD 檔案、實用性物品之設計、實用性原則、立體化、空間轉換、著作權、應用美術. iv.

(6) A study on 3D printing’s copyright issues – focusing on the protection of the design of useful articles Abstract 3D printing can be traced back to the 18th century at the earliest time. After The Economist Journal said 3D printing is one of important breakthroughs leading to the factory of the future and digital manufacturing, amount to the third industrial revolution in 2012, countries and industries around the world paid more attention on it. Until now, the World Intellectual Property Organization (WIPO) published new WIPO report in 2015 and shows three frontier technologies that hold the potential to boost future economic growth are 3D printing, nanotechnology and robotics. In Gartner’s 2017 annual predictions about the future of 3D printing, Gartner also said that 3D printing is still one of the most important technologies. This thesis finds that 3D printing has the characteristics of flexible design, diversified materials, production in one-step and products without cost penalties in manufacturing, and so on. As the technology and equipment gradually mature and price decreases, the industry has applied 3D printing to various stages of producing- design, manufacturing, distribution, and after-sale service. According to the studies that many companies also have a positive attitude towards 3D printing. For the above reasons, this thesis therefore discusses 3D printing technology, and focuses on the copyright issues of it. This thesis discovers that there are two questions worthy of attention in 3D printing. First of all, because there are many materials used for 3D printing to produce a variety of printed products, including the design of useful articles, which are both artistic and utilitarian products. It will call into questions whether the design of useful articles is copyrightable or not, and if the answer is yes, what is the protection scope? Second, there are two stages in the process of 3D printingv.

(7) executing Computer-Aided design file (CAD file) stage and printing stage involved in space conversion (2D-3D, 3D-2D) question. This thesis focuses on the above two questions, and refers to the scholars’ and the courts’ opinions of U.S. and R.O.C copyright law to propose some advice and opinions. For the first question, this thesis conclusion is that the design of useful articles is protectable in R.O.C copyright law, which might be pictorial and graphical works or artistic works. Besides, it is not reasonable to add two elements of applied artscraftsman and only one production. After the Supreme Court held in Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc. that it proposed unified and appropriate test for implementing the useful article doctrine, the useful article doctrine becomes easier to apply. Therefore it might be a good solution to decide whether the design of useful articles is copyrightable or not, and if the answer is yes, what is the protection scope? For the second question, it happened because of amendment of R.O.C copyright law, and this thesis proposes a model to assist judgment. Last but not least, this thesis shows that the most two important elements determine whether the design of useful articles is copyrightable or not are originality and the useful article doctrine. According the opinions about Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, the unified test for implementing the useful article doctrine becomes easily accessible and will beneficial for creators to be protected by U.S. copyright law.. Key words: 3D printing, CAD file, the design of useful articles, useful article doctrine, three-dimensional, space conversion, copyright, applied art. vi.

(8) 目錄第一章. 緒論 ............................................................................................................... 1. 第一節研究背景與目的 ........................................................................................... 1 第二節研究問題與架構 ........................................................................................... 3 第三節研究方法與限制 ........................................................................................... 4 第二章 3D 列印簡介.................................................................................................... 6 第一節 3D 列印技術內容.......................................................................................... 6 第一項. 定義與性質 ......................................................................................................... 6. 第一款. 國際產業分類標準 .......................................................................................... 7. 第二款. 中華民國行業標準 .......................................................................................... 8. 第三款. 北美產業分類系統 .......................................................................................... 9. 第四款. 小結.................................................................................................................. 9. 第二項. 歷史背景 ........................................................................................................... 10. 第三項. 技術原理 ........................................................................................................... 11. 第一款. 選擇性沉積.................................................................................................... 12. 第二款. 選擇性黏合.................................................................................................... 15. 第四項. 3D 列印過程 ..................................................................................................... 20. 第一款. 建立 CAD 檔案 ............................................................................................. 20. 第二款. 轉換成標準鑲嵌語言檔案 ............................................................................ 22. 第三款. 設定列印參數................................................................................................ 22. 第四款. 以切片軟體產生 G-code 並列印 .................................................................. 22. 第五款. 去除與後處理................................................................................................ 23. 第二節 3D 列印價值與應用發展............................................................................ 24 第一項. 特性與價值 ....................................................................................................... 24. 第一款. 設計面............................................................................................................ 24. 第二款. 製造面............................................................................................................ 25. 第三款. 銷售面............................................................................................................ 26. 第二項. 3D 列印的應用 ................................................................................................. 29. 第三項. 3D 列印現況發展 ............................................................................................. 30. 第三節小結 ............................................................................................................. 34 I.

(9) 第三章 3D 列印之可受著作權保護之客體.............................................................. 36 第一節概述 ............................................................................................................. 36 第二節著作權之保護要件 ..................................................................................... 37 第一項. 須為具有原創性之創作 ................................................................................... 37. 第二項. 須有一定之表達形式 ....................................................................................... 39. 第三項. 須為文學、科學、藝術或學術範圍內之著作 ............................................... 40. 第四項. 須非不得為著作標的之著作 ........................................................................... 41. 第五項. 實用性物品之設計之著作類型-以美術著作與圖形著作為核心 .................. 41. 第一款. 美國法之規定................................................................................................ 41. 第二款. 我國法之規定................................................................................................ 43. 第三款. 小結................................................................................................................ 51. 第三節實用性物品之設計之著作保護要件 ......................................................... 52 第一項. 實用性原則 ....................................................................................................... 52. 第二項. 分離測試標準 ................................................................................................... 53. 第一款. 物理上分離.................................................................................................... 53. 第二款. 概念上分離.................................................................................................... 54. 第三項. Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc.案統一見解 .............................. 63. 第一款. 案件事實........................................................................................................ 63. 第二款. 美國聯邦第六上訴巡迴法院判決見解 ........................................................ 65. 第三款. 美國聯邦最高法院判決見解 ........................................................................ 67. 第四款. 美國實用性原則於我國適用之建議 ............................................................ 69. 第四節. 3D 列印作品之著作權分析.................................................................... 73. 第一項. CAD 檔案之可著作性...................................................................................... 73. 第一款. CAD 檔案之性質 .......................................................................................... 73. 第二款. 電腦繪製之 CAD 檔案 ................................................................................. 77. 第三款. 掃描製成之 CAD 檔案 ................................................................................. 80. 第二項. 列印成品之可著作性 ....................................................................................... 85. 第五節小結 ............................................................................................................. 88 第四章. 3D 列印著作權保護與侵權問題議題.................................................... 90. 第一節. 3D 列印侵權案例與態樣........................................................................ 90. 第一項. 相關案例 ........................................................................................................... 90. 第二項. 侵權態樣整理 ................................................................................................... 93. II.

(10) 第二節就他人之物為 3D 列印之侵權責任 .......................................................... 93 第一項. 著作權權利範圍－以重製權與改作權為核心 ............................................... 94. 第一款. 重製權............................................................................................................ 94. 第二款. 改作權............................................................................................................ 94. 第二項. 空間轉換議題 ................................................................................................... 97. 第一款. 平面轉立體.................................................................................................... 97. 第二款. 立體轉平面.................................................................................................. 110. 第三項. 建置 CAD 檔案可能構成之著作權責任....................................................... 111. 第一款. 他人著作為平面物與修改他人之 CAD 檔案 ........................................... 111. 第二款. 他人著作為立體物 ...................................................................................... 112. 第四項. 3D 列印行為可能構成之著作權責任 ........................................................... 114. 第三節小結 ........................................................................................................... 117 第五章結論與建議 ................................................................................................. 119 附錄............................................................................................................................ 126 附錄一 Star 案聯邦上訴巡迴法院所整理之概念上分離之判斷方法 ............... 126 附錄二美術工藝品定義之行政函釋一覽表 ....................................................... 128 參考文獻.................................................................................................................... 131. III.

(11) 圖目錄圖 1 3D 列印流程示意圖............................................................................................ 10 圖 2 FDM 技術示意圖 ............................................................................................... 13 圖 3 PolyJet 技術示意圖 ............................................................................................ 14 圖 4 LOM 技術示意圖 ............................................................................................... 15 圖 5 SLA 技術示意圖 ................................................................................................. 16 圖 6 3DP 技術示意圖 ................................................................................................. 17 圖 7 SLS 技術示意圖 ................................................................................................. 18 圖 8 輔助材料示意圖 ................................................................................................ 23 圖 9 2014 年技術成熟曲線 ........................................................................................ 32 圖 10 2015 年技術成熟曲線 ...................................................................................... 33 圖 11 Gartner 研究採用 3D 列印技術之目的.......................................................... 34 圖 12 Sculpteo 研究採用 3D 列印技術之目的 ......................................................... 34 圖 13 美術著作中兼具藝術性與實用性創作保護範圍（灰色部分） .................. 50 圖 14 Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc.案所涉及之作品 ...................... 65 圖 15 同一人在不同攝影技巧下之呈現 .................................................................. 85 圖 16 列印參數調整案例 .......................................................................................... 86 圖 17 植物怪獸園藝盆案相關創作 .......................................................................... 91 圖 18 超級盃左鯊案相關創作 .................................................................................. 92 圖 19 權利遊戲王座手機架案相關創作 .................................................................. 93 圖 20 著作空間轉換之判斷方式 ............................................................................ 110 圖 21 植物怪獸園藝盆案相關創作 ........................................................................ 112 圖 22 超級盃左鯊案相關創作 ................................................................................ 113 圖 23 權利遊戲王座手機架案相關創作 ................................................................ 114 圖 24 著作空間轉換之判斷方式 ............................................................................ 116. IV.

(12) 表目錄表 1 3D 列印之製程技術分類表................................................................................ 18 表 2 3D 列印技術之優劣勢比較表............................................................................ 19 表 3 3D 列印的特性.................................................................................................... 28 表 4 採用 3D 列印技術的應用階段.......................................................................... 30 表 5 早期實務針對兼具藝術性與實用性之美術創作之保護範圍 ........................ 45 表 6 學者對於內政部台(86)內著字第 860553 號函釋之解釋與意見 .................... 47. V.

(13) 第一章. 緒論. 第一節研究背景與目的 3D 列印是一種先進製造技術，透過連續逐層堆疊方式製造產品，一體成型，不同於傳統製造技術，帶來了降低研發時間、製造成本、與創新阻力，以及多樣化、客製化、複雜化的設計的優點，為製造業帶來很大的變革。自 2012 年英國經濟學人期刊更把 3D 列印喻為革命性轉變技術，認為其將引爆第三次工業革命，同時隨著後金融危機時代1來臨，以及全球製造市場的激烈競爭2，各國紛紛重新投入製造業3，推動再工業化，發展先進製造技術，而其中就屬 3D 列印技術領域獲得較大進展與成效4，2013 年美國歐巴馬總統在國情咨文中亦表示相同立場5，3D 列印技術開始被熱烈討論，富比士(Forbes)創辦人瑞奇・卡爾嘉更稱「3D 列印可望成為 2015 年至 2025 年的顛覆性技術」6。 3D 列印技術發展熱潮並未因為時間而被沖淡，世界智慧財產權組織 (WIPO)2015 年公布的《世界智慧財產報告》提到可驅動創新、可望促進未來經濟發展的 3 個前鋒技術(frontier technologies)為－3D 列印、奈米技術和機器人7， Gartner 亦表示 3D 列印技術在 2017 年仍是最重要之技術之一8，並在其 2016 年所發佈之《3D 列印未來年度預測》中顯示，不只各國政府，許多產業的企業，包含傳統製造業、醫療產品、快速消費品、汽車、航空航太等產業都將擴大對 2008 年美國金融風暴擴大引發全球性的金融危機，重挫各國經濟，2009 年後隨著經濟復甦，各國開始在政策、制度與相關規範上皆有所變革，稱為後金融危機時代。 2 隨著各國自由化、消費市場的客製化與多樣化，全球製造業面臨許多挑戰，包括產品生命週期縮短、消費者需求多樣、交貨期間縮短、資訊化與智慧化發展、跨地區與跨國競爭激烈、環境永續性等特性。參見中華經濟研究院，歐美再工業化與全球網路生產再佈局對台灣經貿策略的影響，經濟部委託研究計畫，頁 79（2013 年）。 3 同上註，頁 1。 4 蔡博坤，再工業化!?美國推動先進製造之基礎法制政策研析，科技法律透析，第 27 卷第 4 期，第 22 頁（2015 年）。 5 Doung Gross, Obama's speech highlights rise of 3-D printing, CNN (Feb. 13, 2013), http://edition.cnn.com/2013/02/13/tech/innovation/obama-3d-printing/index.html (last visited Dec. 19, 2016). 6 其認為 3D 列印將會使製造活動徹底改變，從大規模、資本密集產業回到小型工作坊製造模式。 Rick Karlgaard, 3D will revive American manufacturing, FORBES (Jun. 23, 2011), http://www.forbes.com/sites/richkarlgaard/2011/06/23/3d-printing-will-revive-american-manufacturin g/#2f89b846295c (last visited Jul. 19, 2016). 7 Stefan Bechtold, 3D Printing and the Intellectual Property System, ECONOMIC RESEARCH WORKING PAPER NO.28, http://www.wipo.int/edocs/pubdocs/en/wipo_pub_econstat_wp_28.pdf (last visited Jul. 11, 2016). 8 Pete Basiliere, Predicts 2017: 3D Printing Accelerates, GARTNER (Nov. 15 2016), https://www.gartner.com/doc/3514717/predicts--d-printing-accelerates (last visited Dec. 19, 2016). 1. 1.

(14) 3D 列印技術之使用9。而在 3D 列印關鍵專利陸續到期10，開放式創新(open innovation)、開放原始碼（open source）11、以及開放設計(open design)的運動的興起之下12，3D 列印機台價格逐漸下降，3D 列印技術開始走向低價、逐漸成熟。提出長尾理論的克里斯・安德森在《自造者時代》進一步將第三次工業革命定義智造與自造，自資本密集、大量生產的傳統模式，轉為著重利基市場的小量生產13。製造業一直是各國國家經濟的基礎，產值占整體比重約四分之一至四分之三14，一直以來被視為第三次工業革命核心的 3D 列印技術勢必對於製造業產生一定的變化與影響，在 3D 列印逐漸普及情形下，有相當的重要性與研究價值性。隨著 3D 列印技術逐漸成熟，其應用範圍變得更加廣泛，設計之成品不少係針對實用性物品之設計，即屬於兼具藝術性與實用性之創作，不同於純藝術創作，兼具藝術性與實用性之創作是否可受到著作權保護？以及基於其特殊之性質，是否需要不同於一般著作之著作保護要件？在我國著作權法並無明確見解。除此之外，當 3D 列印技術簡單易上手、價格下降，網路共享文件模式的出現，製造模式開始走向多元化。然而這些機會伴隨風險與挑戰，3D 列印成品之數位設計檔案（CAD 檔案）如同其他的數位檔案在未經授權情況下，可以輕易被傳播、複製，更加容易侵害智慧財產權，著作權尤其被認定是最容易被侵害的智慧財產權之一15，侵權方式主要出現在兩個階段，建製數位設計檔案（CAD 檔案）與列印 3D 列印成品階段。因此，本文將以 3D 列印之著作權議題研究－以實用性物品之設計保護為核心作為主題，以 3D 列印列印之 CAD 檔案與列印 9. Brian Burke, Top 10 Strategic Technology Trends for 2016: 3D-Printing Materials, GARTNER (Feb. 26 2016), https://www.gartner.com/doc/3228817/top--strategic-technology-trends (last visited Dec. 19, 2016). 10 截至 2015 年到期的 3D 列印專利包括 FDM、SLS、SLA 技術，參見林建翰，3D 列印雷射相關技術專利到期後時代分析，光連雙月刊，第 115 期，第 9 頁（2015 年）；See Stefan Bechtold, supra note 7, at. 14, 18-19. 11 Chris Anderson 著，連育德譯，自造者時代：啟動人人製造的第三次工業革命，初版，頁 40 （2013 年）。 12 有關開放原始碼(open source)與開放設計的定義與發展，可以參照張倚瑄，3D 列印之發展及相關智慧財產權問題研究, 國立政治大學科技管理與智慧財產研究所碩士論文，頁 16-20（2014 年）。 13 Chris Anderson 著，連育德譯，同註 11，頁 38-43、68、112-115。 14 Chris Anderson 著，連育德譯，同註 11，頁 46。 15 Deven R. Desai & Gerard N. Magliocca, Patents, Meet Napster: 3d Printing and the Digitization of Things, 102 GEO. L.J. 1691, 1961 (2014); Peter S. Menell & Ryan Vacca, 3D Printing and US Copyright Law, UC BERKELEY PUBLIC LAW RESEARCH PAPER NO. 2859737 1,6 (2016); Saahil Dama & Amulya Chinmaye, Printing A Revolution: The Challenges of 3d Printing on Copyright, 84 GEO. WASH. L. REV. ARGUENDO 68, 73 (2016). 2.

(15) 成品是否具可著作性，以及 3D 列印成品中可能會涉及之侵權議題為討論核心。而本文命名之題目所稱為 3D 列印之著作權議題研究－以實用性物品之設計為保護核心，由於我國並無專有名詞指稱兼具藝術性與實用性之物品，是以本文後續之討論使用美國著作權法第 101 條實用性原則之「the design of useful artilc」作為稱呼，並翻譯為實用性物品之設計，以利各界了解。. 第二節研究問題與架構由於 3D 列印成品常涉及實用性物品之設計類型，即兼具藝術性與實用性之創作，將產生應受著作權與專利權保護或是否可受雙重保護之問題，以及在可著作性判斷上是否須要額外著作權保護要件，本文首先會加以討論，接著在 3D 列印過程中最需要個人技巧與創意的投入即於 CAD 檔案創造與列印前之調整與修正16，是以本文主要研究方向將以 3D 列印列印之 CAD 檔案與列印成品為對象，討論其是否具可著作性，並且檢視在 3D 列印成品係屬實用性物品之設計時之 CAD 檔案與列印成品之可著作性。再者，在 3D 列印中最容易、最基本涉及之侵權問題即係在創作過程當中，包括建製數位設計檔案（CAD 檔案）與列印 3D 列印成品階段，並涉及空間轉換在著作權法上評價之問題，尤其在於 3D 列印成品常涉及實用性物品，以及 CAD 檔案係以 3D 形式呈現作品，對於著作空間轉換上之評價是否會有影響，本文將會加以研究。因此本文主要研究問題有以下幾個： 1、實用性之物品之設計，即兼具藝術性與實用性之創作是否可受到著作權之保護？若可，其著作權保護要件為何？ 2、 CAD 檔案性質類似於何種著作？可以成立何種著作類型？是否為兼具藝術性與實用性之著作？在不同創作方式下，包括電腦獨立繪製、透過 3D 掃瞄器而成，是否會影響其原創性之判斷？其是否具有可著作性？ 3、 3D 列印成品是否具備原創性？若係兼具藝術性於實用性之創作，如何判斷可受著作權保護？ 4、空間轉換在我國著作權法上之地位？3D 列印建模階段可能產生立體轉平面，而在列印過程中可能牽涉平面轉立體，應如何評價之？本論文分為五章，第一章提出研究背景與目的、架構與方法，第二章則為水野操著，林詠純譯，3D 列印的概念、原理與應用：完整認識即將改變世界的新製造科技，初版，頁 65（2014 年）。 16. 3.

(16) 3D 列印的簡介，首先說明 3D 列印的意義、性質、與相關的技術原理，透過檢視技術特性來看在其重要性，並且輔以研究現況發展與各國推動情況，觀察 3D 列印之現狀與未來發展可能。接著，第三章與第四章則進入著作權議題之討論。第三章係在討論 3D 列印可受著作權保護之客體，首先將會先簡介著作權保護要件，接著討論前述所提兼具藝術性與實用性創作是否可受著作權保護之問題，若可受保護應如何確認著作權保護範圍避免逾越著作權法之立法精神，最後，本文將會將上述要件判斷套用，檢視 3D 列印作品是否符合著作權保護要件，進而受著作權之保護。第四章進入 3D 列印可能會產生之侵權問題，當中將會涉及空間轉換之問題，包括將平面物品掃描成為 CAD 檔案（平面轉平面）、立體物品掃描成為 CAD 檔案（立面轉平面）、CAD 檔案列印出成品（平面轉立體）。最後則為結論，綜合以上對著作權法議題之討論，將以上研究結果歸納出我國著作權法上之核心問題，並進一步嘗試提出建議。. 第三節研究方法與限制本文之研究方法，主要為文獻整理分析法，根據著作權法規定為基礎，以及實務與學說見解，對 3D 列印中相關問題進行理論性之探討，然而我國實務對於 3D 列印相關判決數量不多。而我國著作權法多以美國借鏡，美國為智慧財產法制先驅者之一，對於兼具藝術性與實用性創作之可著作性之研究豐富，同時 2017 年 3 月美國聯邦法院在 Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc.17案中創立判斷藝術性與實用性創作之可著作性之統一見解，再加上由於智慧財產權有地域性且牽涉的範圍過廣，囿於時間與篇幅限制，是以，在比較法方面，則以美國法為主，藉由美國著作權法、實務、與學說相關文獻，比較分析研究在我國之情形下，透過美國法之經驗，提供我國實踐之可能性與修法之建議。另外，本文在 3D 列印著作權保護與侵權責任之討論上，乃是以重製權與改作權為主，但實際上並不以此為限，例如公開傳輸權等亦是 3D 列印興起後容易涉及之問題，本文並為深入討論之，期望後續有學者加以討論研究。最後，由於 Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc.案才剛判決沒多久，尚無一定數量之下級法 17. Star Athletica, LLC v. Varsity Brands, Inc, 137 S. Ct. 1002 (2017). 4.

(17) 院判決出現，後續仍須留意美國聯邦最高法院與下級法院對其之見解。. 5.

(18) 第二章 3D列印簡介第一節 3D列印技術內容第一項定義與性質 3D 列印(3D printing)正式的產業名稱為積層製造(additive manufacturing，簡稱 AM)，是美國材料試驗協會(American Society for Testing Materials；簡稱 ASTM)2009 年所提出，該組織為非營利的國際標準組織，致力於制定有關材料、產品、系統、與服務的技術標準。同年，美國材料試驗協會(ASTM)針對積層製造技術成立 F42 委員會18，定義積層製造為一種有別於傳統的減法製造方式，是利用電腦輔助軟體(CAD)建構立體模型資料，透過材料逐層堆疊結合方式製造立體物件的過程19，並且為該技術分類、制訂產業標準。圖 1 為 3D 列印流程示意圖。不同於傳統的減法製造(subtractive manufacturing)透過開模、鍛造或鑄造、切削多餘材料、與組裝零件的製造方式，積層製造是利材料逐層堆疊黏合而成，一次成型，又有加法製造之稱。隨著積層製造技術的進步，應用範圍已經從早期產品生命週期前端的快速成型(Rapid Prototyping；簡稱 RP)、快速模具(Rapid Tooling；簡稱 RT），轉變成能夠直接生產最終產品的快速製造(Rapid Manufacturing；簡稱 RM)20。同時，在商業型態上也出現本地製造(Local Manufacturing)的趨勢21。而一般俗稱的 3D 列印，乃是積層製造技術之中的一種類型，通常單價較低、操作較為簡單，是以較為人所知，根據 F42 委員會定義，是指利用印頭、噴嘴或其他列印技術，將材料堆疊起來的製造方式22。簡單來說，即為將常見平 18. COMMITTEE F42 ON ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY, http://www.astm.org/COMMIT/SUBCOMMIT/F4201.htm(last visited Jun. 27, 2016). 19 The ASTM International F42 committee on Additive Manufacturing Technologies defined additive manufacturing (AM) as the “process of joining materials to make objects from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies. Synonyms: additive fabrication, additive processes, additive techniques, additive layer manufacturing, layer manufacturing, and freeform fabrication.” 20 針對 3D 列印技術可以直接使用於製造產品，亦有稱之為直接製造(Direct Manufacturing)、數位製造(Digital Manufacturing)、或直接數位製造(Direct Digital Manufacturing)等。 21 詳見本章第二節第二項 3D 列印之應用之介紹。 22 The ASTM International F42 committee on Additive Manufacturing Technologies defined 3D Printing as the “fabrication of objects through the deposition of a material using a print head, nozzle, or another printer technology.” 6.

(19) 面噴墨印表機的技術應用延伸至立體列印。為表達方便本文後續除非特別指明， 3D 列印表達的概念與積層製造相同。在積層製造、3D 列印等不同稱呼之下，該技術本質究竟屬於製造範疇，還是列印範疇，似有疑問。是以本文透過國際、我國與北美產業分類標準所做的定義來加以檢視。第一款國際產業分類標準根據聯合國統計委員會 2008 年公佈所有經濟活動的國際行業標準分類修正本第四版(International Standard Industrial Classification of all Economic Activities, Rev.4，簡稱 ISIC, Rev.4)，製造業屬於第 D 大類，其中又分為 24 類23。其定義製造業為將材料、物質經過物理或化學變化後轉換成新產品，包括使產生實質性變化、修理24、重建亦屬於製造的範疇。除了典型以動力驅動機械的工廠、磨坊或相似的製造場所，以手工或在家庭工廠場域進行的上述行為亦列入製造業範疇。同時新產品可能是完成品，亦可能做進一步製造的半成品25。而在附註中特別提到：「製造業與其他大類界線在某種情況下是模糊的，一般而言，製造業是將材料轉化成新產品的活動，它們的產出是新產品，然而，對於新產品的定義在一定程度上可能帶有主觀性。」26其將建築工程劃分至 F 大類，雕塑劃分. 23. United Nations Statistics Division, International Standard Industrial Classification of all Economic Activities Rev.4, https://www.bundesbank.de/Redaktion/EN/Downloads/Service/Meldewesen/Bankenstatistik/Kundens ystematik/isic_rev_4.pdf?__blob=publicationFile, (last visited Jun. 27, 2016). 24 一般來說工業、商業以及類似的機械設備修理與保養皆屬於製造業的範疇，但電腦、個人與家庭用品的修理被劃入 S 大類其他服務活動，而汽車的修理被劃入第 G 大類批發與零售業；汽車與機車維修，屬於例外事項。 25 This section includes the physical or chemical transformation of materials, substances, or components into new products, although this cannot be used as the single universal criterion for defining manufacturing (see remark on processing of waste below)… Substantial alteration, renovation or reconstruction of goods is generally considered to be manufacturing. Units engaged in manufacturing are often described as plants, factories or mills and characteristically use power-driven machines and materials-handling equipment. However, units that transform materials or substances into new products by hand or in the worker’s home and those engaged in selling to the general public of products made on the same premises from which they are sold, such as bakeries and custom tailors, are also included in this section. Manufacturing units may process materials or may contract with other units to process their materials for them. Both types of units are included in manufacturing. The output of a manufacturing process may be finished in the sense that it is ready for utilization or consumption, or it may be semi-finished in the sense that it is to become an input for further manufacturing. 26 The boundaries of manufacturing and the other sectors of the classification system can be somewhat blurry. As a general rule, the activities in the manufacturing section involve the transformation of materials into new products. Their output is a new product. However, the definition of what constitutes a new product can be somewhat subjective. 7.

(20) 到 R 大類，而將列印與相關活動劃入製造業大類中的第 18 類。而第 18 類則是列印與錄音媒體的重製(Printing and reproduction of recorded media)，ISIC, Rev.4 定義列印產業：「包括產品的列印，諸如報紙、書籍、期刊、商業表格、賀卡和其他材料的列印，與其相關的書籍裝訂、製版服務、影像處理及其商品，如印刷版、裝訂好的書籍、電腦硬碟或檔案，均屬於均屬於整體列印產業的一部份。列印的程序包括將圖版、網路、電腦檔案的影像移轉到介質（如紙、塑膠、金屬、或木頭等等），方式多元，隨著新興科技的發展，更可直接利用電腦驅動列印設備等其他設備建立圖像。27」第二款中華民國行業標準我國行政院主計處2015年公佈中華民國行業標準分類第十次修正版，參照 ISIC, Rev.4，將製造業劃分在第C大類，並且再細分為27個中類28。其將製造業定義為：「從事以物理或化學方法，將材料、物質或零組件轉變成新產品，不論使用動力機械或人力，在工廠內或在家中作業,均歸入製造業…… 此外，產品實質改造、翻新、重製作業、組件組裝、產業機械及設備之維修與安裝亦歸入本類。」與ISIC, Rev.4相同亦有排外規定，同時，將列印劃分至同一大類下的第 16個中類印刷及資料儲存媒體複製業中，並定義列印過程為：「包括使用各種方法將影像從印刷版、網版或電腦檔案轉印到紙張、塑膠、金屬、紡織製品或木材等媒介。」本文認為我國的分類與ISIC, Rev.4並無太大差異。. 27. This division includes printing of products, such as newspapers, books, periodicals, business forms, greeting cards, and other materials, and associated support activities, such as bookbinding, plate-making services, and data imaging. The support activities included here are an integral part of the printing industry, and a product (a printing plate, a bound book, or a computer disk or file) that is an integral part of the printing industry is almost always provided by these operations. Processes used in printing include a variety of methods for transferring an image from a plate, screen, or computer file to a medium, such as paper, plastics, metal, textile articles, or wood. The most prominent of these methods entails the transfer of the image from a plate or screen to the medium through lithographic, gravure, screen or flexographic printing. Often a computer file is used to directly ‘’drive’’ the printing mechanism to create the image or electrostatic and other types of equipment (digital or non-impact printing). 28 行政院主計處，中華民國行業標準分類（第十次修正）， http://www.rootlaw.com.tw/Attach/L-Doc/A040140051003200-1041221-1000-001.pdf（最後瀏覽日期 2016 年 6 月 27 日） 8.

(21) 第三款北美產業分類系統大多數國家多採取ISIC分類標準，惟有些國家因國經與社經環境發展差異會另行加以規定。美國、加拿大、墨西哥三國即共同制訂北美產業分類系統(North American Industry Classification System；簡稱NAICS)，根據最新的2012年版，製造業位於31-33大類，而其亦將列印與相關活動列入製造業範圍，劃入其下的第 323類中29。其定義製造業為：「透過機械、物理、化學變化將材料或物質轉化成新產品，不論在利用動力驅動機械設備製造的工廠、磨坊或類似場所，或者以手工或在家庭工廠將材料或物質轉化成新產品，皆屬於製造業的範疇。30」. 第四款小結依據美國材料試驗協會(ASTM)對於 3D 列印的定義，對照國際、我國與北美產業分類標準對於製造與列印的定義，可知 3D 列印的程序不僅止於將影像轉印至介質上，而是可能透過改變材料或物質性質創造出新產品，乃是一製造過程，非僅只於列印。隨著技術的進步、材料的持續研發，3D 列印可能對於製造業，帶來巨大的影響，包含在產品設計、製造，甚至在後續運輸與銷售部分，並且打破製造業下各類別的區隔。此外，更可能改變行業標準中各大類的定義，顛覆整個產業分類的標準。. 29. U.S. Censes Bureau, North American Industry Classification System, 2012 NAICA Definition, http://www.census.gov/cgi-bin/sssd/naics/naicsrch?chart=2012 (last visited Jun. 27, 2016). 30 The Manufacturing sector comprises establishments engaged in the mechanical, physical, or chemical transformation of materials, substances, or components into new products. The assembling of component parts of manufactured products is considered manufacturing, except in cases where the activity is appropriately classified in Sector 23, Construction. Establishments in the Manufacturing sector are often described as plants, factories, or mills and characteristically use power-driven machines and materials-handling equipment. However, establishments that transform materials or substances into new products by hand or in the worker's home and those engaged in selling to the general public products made on the same premises from which they are sold, such as bakeries, candy stores, and custom tailors, may also be included in this sector. Manufacturing establishments may process materials or may contract with other establishments to process their materials for them. Both types of establishments are included in manufacturing… The new product of a manufacturing establishment may be finished in the sense that it is ready for utilization or consumption, or it may be semifinished to become an input for an establishment engaged in further manufacturing. 9.

(22) 圖1 3D列印流程示意圖（圖片來源EOS31）. 第二項歷史背景雖然 3D 列印被熱烈討論的時間僅短短幾年，但它的技術構想最早可以被追溯到 18 世紀，1892 年 J.E.Blanther 即提出利用積層製造的方式繪製地形圖3233，在 1970 年代末期 Wyn Kelly Swainson 以兩束雷射光照射製造立體模型的概念也與現代 3D 列印技術類似。而至 1980 年代更掀起一波 3D 列印技術研發的浪潮，日本名古屋視力工業研究所的 Hideo Kadama 在 1981 年提出透過以紫外光照射光硬化聚合物方式製作立體模型的方法，並且做出第一個 3D 列印的模型，過程被記錄於 4 月日本版的 IEICE Transactions on Electronics34期刊中，惟 Hideo Kadama 並未提出完整的專利說明書，最終並未取得專利35。目前常用的 3D 列印技術也多於此時出現，例如 1986 年 Charles W. Hull 取得光固定成型技術 (Stereolithography Apparatus，簡稱 SLA)專利，也是 3D 列印技術中的第一個專利；同年 Michael Feygin 發明分層實體製造技術(Laminated Object Manufacturing，簡稱 LOM)；在 1988 年 Scout Crump 與 Lisa Crump 發明熔融沉積成型技術(Fused Deposition Modeling，簡稱 FDM)並於 1992 年取得專利，開始進行商業化；隔年 C.R. Dechard 提出選擇性雷射燒結技術(Selective Laser Sintering，簡稱 SLS)則是；三維粉末黏結技術(3DP)則是 1993 年由麻省理工大學 31. Additive Manufacturing, Laser-Sintering and industrial 3D printing - Benefits and Functional Principle, EOS, https://www.eos.info/additive_manufacturing/for_technology_interested (last visited Jun. 27, 2016). 32 郭少豪、呂振，3D 列印新浪潮啟迪 3D 列印的未來，初版，頁 16（2014 年）。 33 Stefan Bechtold, supra note 7, at 5. 34 Hideo Kodama, A Scheme for Three-Dimensional Display by Automatic Fabrication of Tree-Dimensional Model, 4 J64-C IEICE 237, 237-241 (1981). 35 The Free beginner’s guide 02-History of 3D printing, 3D PRINTING INDUSTRY, https://3dprintingindustry.com/3d-printing-basics-free-beginners-guide/history/ (last visited Jun. 27, 2016). 10.

(23) Emanuel M. Sachs 教授所研發等等。同時，現今 3D 列印產業中的龍頭主要亦是於 1980 年代時成立，3D System 公司是 SLA 技術發明人 Charles W. Hull 於 1986 年共同創立；Stratasys 是 FDM 發明人 Scout Crump 與 Lisa Crump 共同創立。隨著 3D 列印技術不停地被研發，相關的技術設備也相繼被發明，包括 3D 列印機、3D 列印材料、3D 列印軟體檔案格式等等。3D 列印機依照使用者的性質可分為兩類，分別為工業型與消費型 3D 列印機36，前者是針對工業製造的企業、後者則是提供給消費者。由於 3D 列印技術最初用於重型工業用途，在發展時間上以工業級 3D 列印機為優先，1987 年 3D Systems 所推出的 SLA-1 乃是全球第一個商業用工業 3D 列印機37。隨著 3D 列印設備售價降低38，中小企業亦開始使用 3D 列印技術。3D 列印技術被廣泛使用，除因為 3D 列印建模軟體與設備成本逐漸降低，尚包含下列幾個原因39：3D 列印技術關鍵專利陸續到期，相關技術愛好者興起開源運動40，如 Kickstarter 或 Indiegogo 等群眾募資出現帶動個人製造風潮。一般而言，3D 列印機除了可分為使用不同技術原理外，尚可區分係如桌電、冰箱、衣櫃大小之尺寸41。. 第三項技術原理前述提到消費型 3D 列印機可以用技術原理區分種類，3D 列印技術發展幾十年來，有許多不同的技術原理，美國材料試驗協會(ASTM)於 2012 年依照材料堆積的方式將 3D 列印技術分為七大類42，更簡單來說可以將其分為選擇性沉若要更細緻的劃分，還可以區分出專業型 3D 列印機，介於工業型與消費型之間，多係研發單位、學術單位、工廠、或企業使用。Gao Wei, et al, The Status, Challenges, and Future of Additive Manufacturing in engineering, 69 COMPUTER-AIDED DESIGN 65, 81 (2015). 37 Terry Wohlers & Tim Gornet, History of additive manufacturing, WOHLERS REPORT 2014, 1(2014), http://www.wohlersassociates.com/history2014.pdf (last visited Jun. 27,2016); SLA-1 Designated Historic Mechanical Engineering Landmark by ASME, 3D SYSTEMS (May 25, 2016), https://www.3dsystems.com/blog/2016/05/sla-1-designated-historic-mechanical-engineering-landmark -asme (last visited Jun. 27, 2016). 38 Id. 39 Simon Ford, and Mélanie Despeisse, Additive manufacturing and sustainability: an exploratory study of the advantages and challenges, 137 JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 1573,1574 (2016); Gao Wei, supra note 36, at 66; Terry Wohlers & Tim Gornet, supra note 37. Chris Anderson 著，連育德譯，同註 11，頁 38-44；Hod Lipson & Melba Kurman 著，賽迪研究院專家組譯，印出新世界－3D 列印將如何改變我們的未來，初版，頁 22-31（2014 年）。 40 英國巴斯大學講師 Adrian Bowyer 2005 年推出 RepRap 項目，致力於開放原始碼 3D 列印機研究，2008 年並推出第一款開放原始碼的消費型 3D 列印機 RepRap。嗣後 Bre Pettis 所創立之消費型 3D 列印機製造公司 Makerbot，亦是以 RepRap 項目為基礎。 41 Gao Wei, supra note 36, at 81. 42 目前分為七類，包括：光聚合固化技術(VP)、材料擠製成型技術(ME)、材料噴塗成型技術(MJ)、 36. 11.

(24) 積(selective deposition)與選擇性黏合(selective binding)兩大類43，前者是透過噴頭注射、噴灑或擠壓材料使其逐層沉積，此類包括 FDM、LOM、雷射淨形加工技術(Laser Engineered Net Shaping，簡稱 LENS)，以及聚合材料噴射成型技術 (PolyJet)；後者則是利用雷射或添加某種黏合劑方式融化、凝固或黏合材料以製作物品，相關技術有 SLA、SLS、3DP 等等技術。以下將會介紹一些被廣泛採用的 3D 列印技術，以了解相關原理與製造過程44，並整理兩表進行比較與分類，表 1 為 3D 列印之製程技術分類，表 2 為 3D 列印技術優劣勢比較表。第一款選擇性沉積一、. 熔融沉積成型技術（FDM） FDM 為材料擠製成型技術(ME)類型之一，又稱熔絲製造技術(Fused. Filament Fabrication，簡稱 FFF)，該技術是透過高溫加熱使熱塑化材料 (Thermoplastic)融化，並用噴頭擠壓將材料噴出於製作面板，形成造型，待溫度低於固化溫度後開始冷卻固化，層層堆疊沉積而形成成品。目前使用材料以 ABS 或 PLA 樹脂最為普遍，現今更延伸出各種應用，例如巧克力、白糖、生物墨水 (bio-ink)45等，此一技術優勢在於可用材料範圍廣泛、操作簡單、危險性低且成本較低，然有相對其他方式的成品質感較為粗糙、細緻度較低，因此常作為產品的樣品功用。圖 2 為 FDM 技術示意圖。. 黏結劑噴塗成型技術(BJ)、粉體熔化成型技術(PBF)、直接能量沉積技術(DED)、疊層製造成型技術(SL）。 43 Hod Lipson & Melba Kurman 著，賽迪研究院專家組譯，同註 39，頁 64。 44 參照郭少豪、呂振，同註 32，頁 22-31；水野操著，林詠純譯，同註 16，頁 40-55；林漢婷，積層製造關鍵專利之技術發展與專利強度之研究，國立臺灣科技大學專利研究所碩士論文，頁 8-16（2014）。 45 生物墨水又可稱為活體墨水，為混合生物活細胞的特殊凝膠，並將生物墨水裝填至噴頭進行生物列印。例如美國普林斯頓大學研究人員 2013 年以軟耳細胞印出仿生耳；美國 Organovo 公司亦透過病患肝細胞組成的生物藥水列印出肝臟。連以婷，3D 列印專題（二）：從幹細胞到頭蓋骨，3D 列印的器官製造奇想，科技新報，2013 年 5 月 23 日， http://technews.tw/2013/05/23/3d-organ-printer/；http://www.ngtaiwan.com/9923（最後瀏覽日期 2016 年 5 月 23 日）。 12.

(25) 圖2 FDM技術示意圖（圖片來源 CustomPart.Net46）二、. 聚合材料噴塗成型技術（PolyJet） PolyJet 為材料噴塗成型技術(MJ）類型之一，技術原理為利用噴頭噴射出光. 敏聚合物(Photopolymer)薄層時，同時透過紫外光照射固化，因此列印出來即為完全凝固成品，列印速度快，並且因積層距離更小，成品精緻度提高、表面更加光滑。此外在單一製作過程中，可同時使用多種材料。唯一缺點在於，大部分的光敏聚合物材料乃脆弱易變形，不易長久保存，限制其應用的範圍。圖 3 為 PolyJet 技術示意圖。. 46. Fused Deposition Modeling (FDM), CUSTOMPART.NET, http://www.custompartnet.com/wu/fused-deposition-modeling (last visited Jun. 27, 2016). 13.

(26) 圖3 PolyJet技術示意圖（圖片來源 3D Additive Fabrication47）三、. 雷射淨形加工技術（LENS） LENS 為直接能量沉積技術(DED)類型之一，又稱為直接雷射製造。該技術. 藉由噴頭將材料粉末噴向光束焦點上，使其融化層層融合增長，通常適用於大型複雜難熔的金屬毛坯製作及零件修復上48。該技術的價值在於使得 3D 列印材料自塑膠擴增至硬性金屬材料，使大型製造產業亦可加以應用 3D 列印技術。此外，若混合不同比例的粉末、調整噴頭位置，製造出不同性質的合金成品。四、. 分層實體製造技術（LOM）疊層製造成型技術(SL）其中一類為 LOM，是最為成熟的 3D 列印技術之. 一，其原理在於透過雷射切割輪廓，並通過加熱、加壓將相疊材料黏結，重複切割與黏結動作層層堆疊以製作成品。製作成本低廉、成型過程無需支撐結構為其優勢之一，惟相較其他方法材料浪費嚴重，該技術使用率逐漸遞減。圖 4 為 LOM 技術示意圖。. 47. Powered by Objet Polyjet Technology, 3DADDFAB, http://www.3daddfab.com/technology/ (last visited Jun. 27, 2016). 48 林漢婷，同註 44，頁 15。 14.

(27) 圖4 LOM技術示意圖（圖片來源 CustomPart.Net49）第二款選擇性黏合一、. 光固化成型技術（SLA）. SLA 乃是屬於光聚合固化技術(VP)，又稱立體光刻成型，亦是目前 3D 列印產業當中最早且廣泛應用的技術。該技術是以光敏聚合物受紫外光照射會固化為原理，當一層固化後，工作台會往上或往下移，使其下層或上層形成新的光敏聚合物，重複照光、固化。待完全成型後，需進行清洗、打磨、照射紫外光二次固化等後續處理步驟。該技術優勢在於作業快速、細緻度高，適合製作複雜物品，但相對來說 SLA 印表機與材料價格較高，目前一次僅能列印一種材料而且需要額外的支撐結構。再者，材料有一定毒性，危險性較高，成品脆弱易碎。圖 5 為 SLA 技術示意圖。. 49. Laminated Object Manufacturing (LOM), CUSTOMPART.NET, http://www.custompartnet.com/wu/laminated-object-manufacturing (last visited Jun. 27, 2016). 15.

(28) 圖5 SLA技術示意圖（圖片來源 CustomPart.Net50）二、. 三維粉末黏結技術（3DP） 3DP 為黏結劑噴塗成型技術(BJ）的種類之一，原理是使用噴頭依序噴出材. 料粉末與黏合劑，使粉末黏接，然後重複鋪粉、噴塗、黏接層層堆疊沉積而成。該技術的價值在於極快、簡單、便宜，且是唯一可以彩色列印的方式，然而由於材料是以黏合劑固定，因此成品有脆弱、粗糙的缺點。實務上常用以作為模型樣品之用。圖 6 為 3DP 技術示意圖。. 50. Stereolithography (SLA), CUSTOMPART.NET, http://www.custompartnet.com/wu/stereolithography (last visited Jun. 27, 2016). 16.

(29) 圖6 3DP技術示意圖（圖片來源 CustomPart.Net51）三、. 選擇性雷射燒結技術（SLS）. 粉體熔化成型技術(PBF）中，SLS 為其分支之一。和 3DP 類似，都是採用粉末狀的材料，但不同的是其是透過雷射光將粉末熔化燒結，成型需經去除粉末、打磨、烘乾等後續處理步驟；同時其和 SLA 技術原理相似，僅使用的材料不同。該技術優勢在於速度快、材料的選擇豐富，但缺點則是在於需高溫燒結粉末，冷卻時間較長、危險性也較高。圖 7 為 SLS 技術示意圖。. 51. 3D Printing (3DP), CUSTOMPART.NET, http://www.custompartnet.com/wu/3d-printing (last visited Jun. 27, 2016). 17.

(30) 圖7 SLS技術示意圖（圖片來源 CustomPart.Net52）. 不同技術所使用的材料也不盡相同，最常見的是塑膠材料（包括 ABS、 PLA、LayWood、尼龍等），隨著技術的研發，3D 列印的材料使用範圍逐漸擴增，基本上包括可以液化、融化與再固化的任何材料，越來越多金屬與金屬復合物可以用於 3D 列印，例如可將金、銀粉末 3D 列印成為珠寶，過去幾年在高級奢侈品行業有明顯的應用53。另外，如木材、紙張、陶瓷、玻璃、沙子、食品（如巧克力、糖、肉醬等）與生物材料等也是 3D 列印常見的材料。材料的使用型態可以分為細絲、片狀、液體、與粉末四種。. 表1 3D列印之製程技術分類表技術. 製程類型. 技術原理. 成形方式. 使用材料. ME. 噴射技術. 固態成形. 熱塑性材料、陶瓷漿料. 名稱選. FDM. 52 Selective Laser Sintering (SLS), CUSTOMPART.NET, http://www.custompartnet.com/wu/selective-laser-sintering (last visited Jun. 27,2016). 53 The Free beginner’s guide 05-3D printing materials, 3D PRINTING INDUSTRY, https://3dprintingindustry.com/3d-printing-basics-free-beginners-guide/materials/ (last visited Jun. 27, 2016).. 18.

(31) 擇. PolyJet MJ. 噴射、雷射技術. 光敏聚合物. 性. LENS. DED. 雷射技術. 粉末成形. 金屬粉末. 沉. LOM. SL. 雷射技術. 固態成形. 紙、陶瓷、金屬. 選. SLA. VP. 雷射技術. 液態成形. 光敏聚合物、陶瓷. 擇. 3DP. BJ. 噴射技術. 粉末成形. 陶瓷、金屬、塑膠粉末. 性. SLS. PBF. 雷射技術. 粉末成形. 陶瓷、金屬、熱塑性塑. 積. 黏. 膠粉末. 合（圖表來源：本研究自行製作）. 表2 3D列印技術之優劣勢比較表技術名稱. 優勢. 劣勢. 選 FDM. 1、列印機械便宜. 1、表面粗糙. 擇. 2、可用材料多元. 2、成型速度較慢. 性. 3、簡單易用. 3、需額外支撐結構. 沉 PolyJet. 1、表面平滑. 1、需額外支撐結構. 積. 2、精準度高. 2、脆弱、易碎. LENS. 1、可混合材料 2、善於作為修復毀損磨損零件. LOM. 1、低材料、機械與製作成本 1、材料耗費率高 2、成型速度快速 3、無需支持結構. 選 SLA. 1、表面光滑. 1、脆弱、易變形. 擇. 2、細緻度高. 2、需額外支持結構. 性. 3、成型速度快. 3、材料有一定毒性. 黏合 3DP. 4、僅能列印一種材料 1、簡單易用. 1、表面粗糙 19.

(32) 2、彩色列印. 2、脆弱、易碎. 3、無需支撐結構 4、成型速度極快 5、多餘粉末可重複使用 SLS. 1、無需支持結構. 1、表面不平整. 2、成型速度快. 2、冷卻時間長. 3、可用材料多元. 3、裝置與材料成本高. 4、多餘粉末可重複使用. 4、有一定危險性. （圖表來源：本研究自行製作）. 第四項 3D 列印過程 3D 列印乃是一從虛擬檔案到實體結果的製造過程，當中需經過很多步驟，不同類型、大小、或精緻度的產品也會有所影響。但不論採用何種技術的 3D 列印機，大致會包含以下流程54：第一款建立 CAD 檔案基本上，3D 列印起始於 CAD 檔案的製作，亦即列印成品之 CAD 檔案，將產品內外部輪廓資訊化，類似於 PDF 檔55，後續所稱之 3D 列印建模階段即係指此一步驟。目前製作 CAD 檔案的方法有二，分別為以電腦輔助設計(Computer Aided Design，簡稱 CAD）軟體繪製建模，其次是透過其他裝置建立圖檔，包括 3D 掃描、攝影測量技術。需特別說明的是，在此所稱 3D 掃描係狹義，只透過掃描行為而成，廣義 3D 掃描則係指相對電腦繪製建設 CAD 檔案之方式，後續所指稱皆指廣義之 3D 掃描，使用不同的方式所得的檔案與成品，將可能影響到後續著作權保護問題，是以本文分開加以說明。一、. 使用電腦輔助設計軟體繪製 CAD 檔案. 使用 CAD 軟體的好處是能夠透過軟體的科學數據，協助在不同材料、條件設定下預覽成品、檢視差異。目前有幾個免費的 CAD 軟體，可以讓大眾使用進行 3D 建模，包括 Google 推出的 Sketch up、Autodesk 開發的一系列軟體 Auto 54. GIBSON, IAN, DAVID ROSEN &BREN STUCKER, ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGIES: 3D PRINTING, RAPID PROTOTYPING, AND DIRECT DIGITAL MANUFACTURING, 4-7 (2nd ed. 2014). 55 Kyle Dolinsky, Cad's Cradle: Untangling Copyrightability, Derivative Works, and Fair Use in 3d Printing, 71 WASH. & LEE L. REV. 591, 600 (2014). 20.

(33) CAD、123D Design、Tinkercard、與 Meshmixer、Blender56、3DCrafter、3DS Max、 Sculptris、ZBursh 等等57。二、. 使用其他裝置建立 CAD 檔案. 目前較為常見的方式為 3D 掃描及攝影測量技術。3D 掃描是逆向工程原理，目前較常見的是透過雷射掃描、結構光掃瞄58，以及利用 RGB 相機搭配深度感應器方式，像是微軟的 Kinect 與 Google 的 Tango 都與其相關，相對使用電腦繪製，能夠減省許多時間。另外，3D 列印公司 MarketBot 推出的 Digitizer 即是透過雷射技術掃描建構 CAD 檔案59，XYZprinting 的 3D scanner60與 3D systems 的 Cubify Sense61則是採取結構光技術。而攝影測量技術是以數位相機在多個不同角度拍攝，再利用電腦軟體分析照片、計算、並建立 CAD 檔案。隨著行動裝置日漸普及，透過智慧型手機或平板電腦進行 3D 建模的產品與服務開始日益增加。在平板電腦方面，Autodesk 曾利用 iPod 打造 3D Photobooth 空間62、3D Systems 推出專為 iPad 設計的 iSense 3D scanner63；而在智慧型手機方面，則有研發智慧型手機配件、APP 程式與專屬 3D 掃描手機三種商業模式，例如 Eora 3D 研發的 High-precision 3D Scanning64、Matter and Form Inc.推出的 Bevel65、Autodesk 的 Autodesk’s 123D Catch66、微軟開發的 MobileFusion67、Google Blender 為開源（Open Source）軟體，優點是其可於 Windows, Linux, Mac OS 等不同作業系統中使用。 57 郭少豪、呂振，同註 44，頁 237；呂瑞城，3D 列印繪圖設計攻略寶典，2 版，頁 9-2（2016 年）；蔡富吉、蔡坤哲，3D 列印自造全書，初版，頁 5-18-5-23（2014 年）。 58 結構光掃描光源類型有白光、彩色光、紅外線等，以白光最為常見，但近來為提升解析度逐漸以藍光取代白光。 59 ifanr，MarketBot Digitizer：放在家裡的 3D 掃瞄器，T 客邦，2013 年 8 月 24 日 http://www.techbang.com/posts/14550-makerbot-digitizer-3d-scanner-at-home（最後瀏覽日期 2016 年 5 月 25 日）。 60 XYZprinting 3D SCANNER, http://tw.xyzprinting.com/tw_zh_tw/Product/3D-Scanner. 61 Cubify Sense, 3D SYSTEMS, http://www.3dsystems.com/shop/sense. 62 Nikkei Trendy 著，凪 Nagi 譯，3D 造物時代，初版，頁 60-61（2014 年）。 63 iSense, 3D SYSTEMS, http://www.3dsystems.com/shop/isense（最後瀏覽日期 2016 年 5 月 25 日）。 64 Eora 3D 發明與手機協同運作的 3D 掃描器，透過綠光雷射掃描物件，同時以手機 APP 程式進行操控與檢視。參見李文恩，Eora 3D 把手機變成 3D 掃描器，讓 3D 列印更簡單，T 客邦，2015 年 10 月 26 日， http://www.techbang.com/posts/39485-eora-3d-3d-mobile-scanner-making-3d-printing-simple（最後瀏覽日期 2016 年 5 月 25 日）。 65 Matter and Form Inc.推出的 Bevel 為一個外插在手機耳機插孔的 3D 掃描器，利用發射雷射光掃描物體、手機鏡頭捕捉影像，同時可以使用 APP 程式編輯或分享設計圖檔。參見 leettlepon，怎麼自拍最潮？3D 掃描器 BEVEL 讓你玩 3D 自拍，泛科技，2015 年 8 月 18 日， https://panx.asia/archives/4951（最後瀏覽日期 2016 年 5 月 25 日）。 66 Autodesk’s 123D Catch 3D 是一個 3D 掃描 App，透過從不同角度拍攝物件製作 CAD 檔案，參見 3D printing lab team，3D 掃描 APP－手機 3D 掃描好方便，3D printing lab，2016 年 3 月 24 日， http://www.3dprintinglab.com.hk/blog/3d-scanning-app-turning-mobile-to-3d-scanner（最後瀏覽日期 56. 21.

(34) 與聯想則合作設計 Project Tango 手機68。第二款轉換成標準鑲嵌語言檔案 CAD 檔案格式多元，然而過去 3D 列印僅能接受其專用的標準鑲嵌語言 (Standard Tessellation Language，簡稱 STL)檔案69，因此若使用其他格式須要加以轉換。STL 格式是 1986 年 3D system 公司所研發的，本是應用在光固化成型技術列印機中，其名稱也是由光固化成型技術(Stereo Lithography)而來，後因支援廣泛軟體，逐漸成為業界標準的檔案格式。由於轉檔中可能導致形狀不完全的情況產生，因此須使用其他軟體檢查 STL 檔案品質，加以修正。附帶一提，2011 年美國材料試驗協會(ASTM）採用新的格式標準 XML 文件(XML-based file）70，亦有學者試圖開發新的格式標準71，改善原有 STL 格式的準確度，3D 列印機廠商後續推出的產品亦能接受越來越多格式。第三款設定列印參數進行 3D 列印之前，3D 列印機各種參數設定十分重要，包括厚度、周長、密度、溫度、速度、噴頭數量、材料選擇等等72，對於列印成品有很大的影響。由於 3D 列印屬於自動成型過程，一旦啟動後則無需採取額外的動作，除非有材料用完或零件故障等問題。第四款以切片軟體產生 G-code 並列印 G-code 過去被應用在 CNC 技術當中，以控制切割工具的移動方向、速度、路徑等，在 3D 列印中亦利用其作為列印機中噴頭移動的命令。因此前述對於列. 2016 年 5 月 25 日）。 67 MobileFusion 為 3D 掃描 APP，亦採取攝影測量原理。其特點在於無需額外配備與網路連線即可操作，參見陳曉莉，微軟開發 MobileFusion APP，讓手機變成 3D 掃描器，iThome，2015 年 8 月 27 日，http://www.ithome.com.tw/news/98389（最後瀏覽日期 2016 年 5 月 25 日）。 68 Project Tango 為一款內建 3D 掃描技術的智慧型手機。透過手機偵測自動掃描四周，來建構 3D 實景。參見黃慧雯，Lenovo 確認 Project Tango 手機 6/9 亮相，中時電子報，2016 年 5 月 18 日，http://www.chinatimes.com/realtimenews/20160518004764-260412（最後瀏覽日期 2016 年 5 月 25 日）。 69 STL 格式原理是將 CAD 檔案中的資訊轉換成網格（surface mesh）表現，而網格是有數百萬、千萬個連鎖多邊形（多是三角形）組成。 70 XML 格式不同於 STL 在於，尚可包含顏色、紋理、材料、其他屬性等 3D 列印訊息。See Stefan Bechtold, supra note 7, at 9. 71 美國康乃爾大學 Hod Lipso 教授開發增材製造格式(Addictive Manufacturing Format，簡稱 AMF)，捨棄 STL 採用的平面三角形而改採曲面三角形為網格形式，增加設計的精確度。可參見 Hod Lipson & Melba Kurman 著，賽迪研究院專家組譯，同註 39，頁 95-96。 72 蔡富吉、蔡坤哲，同註 57，頁 7-6-7-31。 22.

(35) 印參數的設定，將會影響到 G-code 的產生，以控制 3D 列印機要如何製造列印成品。由於 3D 列印是採取分層製造的方式，須將 CAD 檔案中的網格「切片」 (slicer)成虛擬的薄層，對應實際 3D 列印的實體橫切面，類似電腦斷層掃描切片的概念，接著分析每個切面的外框與內部填充路徑，將路徑資訊轉換成控制列印機噴頭的 G-code。切片軟體若以授權角度區分有商業版、閉源軟體、開源軟體三類，目前較為常見的有 KISSlicer、、Cura、Repetier-Host、Slic3r、Skeinforge 等等。第五款去除與後處理由於有些 3D 列印技術過程中需要額外的支撐結構（support material）幫助物體保持形狀，又稱為輔助材料，在列印完成後須將其去除，去除(removal)的方法會依照列印機的種類而有不同。另外，有些列印技術在列印完成後還需要經過後處理(post-processing)，例如照光二次固定、打磨、去除粉末、加熱熔解或以特殊溶液（如鹼性液體）使此輔助材料溶解73等步驟始取得最終成品，見圖 8。. 圖8 輔助材料示意圖（圖片來源 3DPrinterPices74）水野操著，林詠純譯，同註 16，頁 64。 Andy, Dual Extruder 3D Printers – What you need to know, 3DPRINTERPICES, http://www.3dprinterprices.net/dual-extruder-3d-printers-what-you-need-to-know/ (last visited Jun. 27, 73 74. 23.

(36) 第二節 3D列印價值與應用發展第一項特性與價值「又快、又好、又便宜」是霍德・利普森和梅爾芭・柯曼對於 3D 列印特性所下的註解75，本文透過基本的產品生產流程，亦即設計－製造－銷售－維修，逐一檢視 3D 列印的特性，是否真如前述所說又快、又好、又便宜，見表 3。第一款設計面 3D 列印，是透過電腦設計軟體建立 CAD 檔案後，再利用 3D 列印機進行列印，無需使用模具或加工機械，從設計面來看，3D 列印可以快速設計出多樣且複雜幾何形狀，並簡化產品的組件構成，不像減法製造需要固定裝置、不同的加工工具、以及當形狀複雜時切割機械對於較深與不可見區域到達的困難性，限制了設計自由76。是以，第一個特性即在設計具靈活性(Design flexibility)。此外，利用電腦軟體進行設計的特點有助於快速進行調試(testing and debugging)而不會增加成本，大幅降低公司的開發成本（若僅負責 CAD 檔案的繪製甚至無須前期投資），減少新產品推出的風險與成本，去除創新阻力，因此 3D 列印最早常被應用在產品原型(prototyping)的製作上。除了優化產品形狀外，由於 3D 列印一體成型、材料多樣且自由組合的特性，可以製造出特殊功能的產品，舉例而言，透過將設計空心陶瓷減輕產品重量77；英國資助的「SAVING」專案中即將飛機上的安全帶扣重新設計，將零件變得更加輕薄，同時將調整裝置與槓桿部分結合成為一個零件，以減輕重量， Airbus A380 因此減輕了 74 公斤，在飛機的生命週期中節省 330 萬升然料78；或者 GE Aviation，在 2016 推出第一個透過 3D 列印製造出 LEAP 飛機噴射引擎，相較於傳統加工製造，減輕 25%、耐重強度增強五倍、同時將燃料噴嘴零件從 18 個減少至 1 個79，大幅減低後續製造使用材料成本，節省飛機燃料的耗費，提 2016). 75 Hod Lipson & Melba Kurman 著，賽迪研究院專家組譯，同註 39，頁 26-42。 76 Gao Wei, supra note 36, at 67. 77 郭少豪、呂振，同註 32，頁 37-38。 78 SAVING Project- saving litres of aviation fuel, 3T RPD® , https://www.3trpd.co.uk/ (last visited Jun. 27, 2016). 79 3D Printing Creates New Parts for Aircraft Engines, GE GLOBAL RESEARCH, http://www.geglobalresearch.com/innovation/3d-printing-creates-new-parts-aircraft-engines; Tomas Kellner, The FAA Cleared The First 3D Printed Part To Fly In A Commercial Jet Engine From GE, 24.