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粉末冶金創生加值生態體系 讓冶金走向國際時尚伸展台

2019-02-26 10:06

華麗時尚的國際精品大秀,引領每一季度的流行趨勢,模特兒身上所使用的精緻金屬配件更增添光彩。「粉末冶金創生加值生態系」鏈結桃竹一帶粉末冶金業者,導入跨域材料及3D列印技術,突破傳統冶金製程,生產精品金屬配件,翻轉傳統粉末冶金產業,邁向高端產值。

臺灣粉末冶金產業發展超過半世紀,各式工業機具、車用的金屬承軸、齒輪與零件大多為粉末冶金技術製成,而以中小企業為主的臺灣粉末冶金產業,精湛的技術揚名國際,為臺灣奠定紮實的精密工業基礎。

 

隨著紅色產業鏈崛起,代工製造產品的利潤逐漸被壓縮,粉末冶金產業的發展遇到瓶頸,升級轉型勢在必行。金上晉科技股份有限公司研發經理陳柏翰觀察到,精品集團固定一年四季走秀,金屬配件的需求種類多、交件期短,設計師渴望能與可快速打樣且小批量產的金屬配件供應商合作,若能從此市場缺口切入,不僅能翻轉傳統商業模式,還能與客戶建立更緊密的伙伴關係。

 

金屬3D列印技術 協助產品快速交樣

 

因應客戶需求,縮短開模時間,解決打樣與量產問題,金上晉於去年返臺籌建研發生產場域,藉由工研院的引介加入生態系,透過生態系各領域成員合作,從材料、製程、加工等面向創新研發,成功發展出可應用於商業生產的金屬積層製造技術。

 

生態系業者打破粉末冶金刻板印象,將金屬產品化為時尚飾品。

 

積層製造技術即一般俗稱的3D列印,但過去3D熔融層積線材(Fused Deposition Modeling,FDM)列印技術只能生產塑膠製品,無法生產金屬配件。經由生態系團隊共同研發,以及輔導計畫的技術引進,3D FDM列印技術已可成功生產金屬產品。

 

陳柏翰表示:「在生態體系的加值推動下,我們運用金屬、陶瓷等跨域新材料結合3D列印技術;粉末與塑膠進行密煉後造粒再製成線材,就能在3D列印機裡藉由設計之圖檔堆疊出預期之生胚形貌,後續的脫脂與燒結等過程,則與傳統金屬射出成形一致。」由於省略開模這道手續,生產過程可從以往的15~30天縮短至3~7天,大幅提升競爭力,不但可滿足精品集團設計師對於快速打樣與小批量產的需求,生胚也能製作鏤空或其他複雜結構造型的五金配件,深具商業前景。

 

 

生態系以3D FDM列印技術,製造出鎖掛類的精品扣件商品。

 

原先金屬3D列印跨入門檻相當高,生態系也因應這項問題,開發出新線材應用於FDM成形製作,機台成本只要數萬元,相較於過去動輒數百萬元價格,且需要高功率的選擇性雷射熔融技術(Selective laser melting,SLM),更讓金上晉享有設備成本的優勢。

 

以新型線材應用於3D列印,不僅降低成本,更能提升產品的品質。

 

跨域聯結創造新品 產學智識整合培育新血

 

成功導入金屬3D列印技術後,生態系目前鎖定開發掛鎖類的精品扣件商品,未來將會擴展到各大精品箱包的五金扣件,打入國際精品市場,衍生新商務合作平台。為了研發出更優質的金屬配件,生態系與中原大學及台北科技大學進行多項產學合作計畫,開發中空金屬射出成形技術,以減輕皮帶金屬配件的重量,並可提升產品良率;更就近與聯合大學共同培育產業專職人才,期待未來能共創產學雙贏。

 

粉末射出成形和金屬3D列印的應用,在此10年間啟動了3C產業大量應用,甚至現今還可應用於部分精品五金上;透過生態系的輔導計畫,成員們希望能串聯起來突破既有粉冶材料使用製程,開創粉末冶金新前景。

 

未來,生態系將持續透過大數據開發多樣化精品金屬零件,齊力翻轉傳產代工模式的舊型態,建立粉末冶金產業新世代。

 

 

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