科技專案成果

獎項名稱：傳統產業貢獻獎
執行單位：財團法人金屬工業研究發展中心
計畫名稱：關鍵產業用高值金屬材料暨製造技術國產自主研發計畫(3/4)
資料出處：109年度經濟部技術處法人科專成果表揚成果專輯
 

▲ 研發團隊合照
 

微型零組件尺寸小於φ2mm以下時，以傳統大型設備與製程進行熱處理會遇到許多瓶頸，包括產品性質不均，無法接軌國際，以及收料率無法提升，嚴重影響終端產值等問題，因此需改為採用精微零組件熱處理設備來進行。
 

然而，臺灣產業所需的精微零組件熱處理設備長期自國外進口，系統要價高達新臺幣1,500萬元，且僅含淬火爐系統，導致業者面臨投資成本高、設備回收期長、維修保養不易、需另以批式爐進行回火處理等問題。
 

▲ 精微金屬零組件熱處理設備
 

提升熱處理品質 解決精微產業痛點
 

為了解決這些問題，計畫團隊從多個方面著手。首先是建構精微金屬零組件熱處理設備，提升熱處理品質。其次，優化金屬零組件收料機構，提升產品收料率。收料系統為計畫團隊獨特的專利設計，精微零件淬火作業之收料率可達100%；本專利設計可使精微零件快速沉入淬火油，同步解決了精微零件傳統熱處理製程因淬火冷卻不足，造成心部產生肥粒鐵組織，所導致硬度不均之問題。
 

此計畫團隊成員由三個單位組成，分別為製程處、精微處及產研組，製程處具備各種金屬製品加工、複合材料製作及加工等專長及經驗，精微處則專攻於精微金屬零組件及其他材質精微零件，產研組能夠為計畫團隊收集產業資訊，深入了解產業。計畫團隊集結各方領域專業人才，旨在能夠開發最貼合產業的新技術及設備，並順利解決產業痛點，協助產業升級。
 

團隊成功開發「精微金屬零組件熱處理設備」設備模組，並於淬火及收料機構設計上獲得重大技術突破，建置「國內第一套」可均勻下料之連續式微小零件(φ2mm以下) 熱處理設備，經由該設備處理後之零組件品質，明顯優於現有大型連續處理爐或小型批式爐，符合業界高值化、量產化、節能化、小型化、低成本化之需求，對國內精微產業發展帶來巨大效益。
 

▲ 印刷電路板IC封裝測試探針
 

▲ 淬火油槽收料機構
 

設備驗收過關 助攻日本訂單
 

計畫成果亮眼，然而在開發精微金屬零組件熱處理技術及設備的過程中，也是遇到許多挑戰。初期因精微金屬零組件過小，傳統連續爐輸送履帶網目無法符合需求，因此尋求國內輸送履帶製作業者協助，才得以將中心設計的輸送履帶製作出來，結合團隊與國內業者的製作經驗，順利製造出能夠承載精微金屬零組件的輸送履帶。
 

再者，精微金屬零組件的收料方式無法如同傳統熱處理，易於淬火槽中逸散，透過團隊開發的專利技術，得以順利提升產品收料率，也使設備開發能順利進行。
 

之後設備推廣至國內業者，於設備驗收階段時，該業者需要於驗收當日完成日本客戶訂單測試。此樣品經業者當初委外廠商試做已過半年，仍無法達到日本客戶要求，故日本客戶親自來到業者公司，當時已規劃使用本團隊技轉給業者的設備生產，故當日馬上以此設備測試，順利於時限內完成試做樣品，交由日本客戶帶回進行驗證。
 

大約一周後，業者親自來電通知日本客戶滿意試做樣品品質，產品全數通過品檢測試，並順利簽下訂單，年交貨量300萬顆，以業者本身高值化產品的單價約為10元，此訂單產值達3,000萬，且後續日本客戶仍持續下單，衍生產值預計達1億元以上。
 

▲ 金屬中心研發大樓技術展示專區
 

產學研一起來 爭取高附加價值訂單
 

值得一提的是，本團隊目前已與國內業者及相關學術單位共同成立「精準熱處理智慧化設備產業聯盟」，目的是將可視化數位控制技術導入設備，協助國內熱處理加工及其相關設備產業進行技術升級與轉型，接軌國際產業趨勢，並爭取高附加價值產品之訂單；同時，藉由設備國產化的推動，預期可取代進口產值達1,000萬元/年以上。
 

本團隊執行計畫過程中，靈活運用團隊中各領域專家的經驗及建議，成功將國產第一套設備推廣至國內傳產業者，解決傳統產業生產精微金屬零組件的困難點，協助業者打入國際供應鏈。國內傳統產業的技術提升速度較慢，藉由法人技術加值，能夠加速業者技術提升，甚至協助業者數位轉型，拓展市場。
 

團隊成功開發精微金屬零組件製程技術，並建置國內第一套國產化精微金屬零組件設備，目前已實際推廣至國內業者進行量產，提升產品附加價值，並增加工作機會。設備帶有數位化元素，未來能夠持續朝無人製造之智慧化工廠目標邁進，協助業者數位轉型。本計畫之技術與國產化設備，預計能夠為國內產業帶來將近10億以上的擴增產值，相當具有潛力。
 

成功心法Box
 

開發之精微金屬零組件熱處理設備，淬火爐溫度變異±5℃以下，並結合「小型熱處理爐之爐氣產生裝置」，可將φ2mm之產品的心部肥粒鐵組織比例控制於5%以下(原肥粒鐵比例約30%)；精準控制滲碳層深度差異≦0.01mm(原滲碳層變異>0.03mm)，大幅提升微小零件的熱處理品質達國際水準。
 

【專家推薦】
 

臺灣金屬製品在面臨國際競爭時亟需朝向高附加價值領域拓展，特別是根留在臺灣的傳統產業，相較於其他大國及技術先進國家，所面臨之技術瓶頸與技術缺口更為嚴峻。
 

本計畫針對特定材料熱處理技術缺口，成功開發精微金屬零組件製程技術，並協助建置國內第一套國產化精微金屬零組件設備，目前亦已實際推廣至國內業者進行量產作業，除提升產品附加價值外，並增加工作機會。
 

本計畫之技術與國產化設備，設備帶有數位化元素，不僅能夠為國內產業帶來將近10億以上的擴增產值，未來更能夠持續朝無人製造之智慧化工廠目標邁進，協助業者數位轉型，相當有潛力，亦值得推薦其成果。