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台湾两技术入围 2015 全球百大科技奖,现身雷射展

2020-06-24

台湾两技术入围 2015 全球百大科技奖,现身雷射展

国人雷射技术大精进!工研院于台湾国际雷射展中「雷射光谷成果专区」展出今年 2015 两项全球百大科技奖入围的雷射无痕玻璃削整设备(gLaserTrim)与 3D 列印材料晶控雷射光引擎技术,一同展出的还有第一台国人自製雷射金属 3D 列印机与自主专用粉末材料,并有工研院辅导,由和和机械、新代科技、荣刚材料科技共同开发的台湾第一台 3D 光纤雷射全自动切管机,与工研院技转搏盟科技推出的台湾第一台量产型 20 瓦脉冲奈秒光纤雷射源,展现台湾在雷射技术的能量。

工研院协理暨南分院执行长俞贵馨表示,工研院在经济部技术处的支援下,在雷射源、雷射加工及雷射积层製造(3D 列印)已累积相当技术能量。此次发表入围 2015 全球百大科技奖的雷射技术,一为「3D 列印材料晶控雷射光引擎技术」,可让单一工件同时拥有韧硬不同之特性,突破目前市面 3D 列印设备仅能产生单一机械性质的製造限制,工研院设计具专利的雷射光学引擎,调控製程中不同雷射光学与材料作用机制来改变金属材料结晶结构,可依照产品需求调控工件不同部位所需的强度、硬度、韧性等机械性质,如汽车涡轮叶片,在需要耐磨的地方具有高硬度、在旋转叶片则需要高温韧性,透过工研院开发的「3D 列印材料晶控光引擎」,可一次列印完成。另一技术为「雷射无痕玻璃削整设备(gLaserTrim)」,透过设计调控雷射的最佳参数,可精準控制雷射温度与玻璃的作用範围,使玻璃基板不整齐的端面,经雷射照射后,藉由温度产生之热效应,可连续移除玻璃不整齐边缘裂纹,使端面成为光滑面,进而提高玻璃强度。该技术可让 0.1 毫米的多层超薄玻璃经削整后,弯折强度达到 500MPa 以上,弯折半径明显提升,技术水準与国际齐驱,已应用于日本玻璃材料大厂。

台湾两技术入围 2015 全球百大科技奖,现身雷射展 入围 2015 全球百大科技奖的 3D 列印材料晶控雷射光引擎技术,可让单一工件同时拥有韧硬不同之特性。

工研院金属 3D 列印机,可製作 10 公分及 25 公分立方体积工件,同时已开发适合 3D 列印的国产钛、铝合金、模具钢等金属粉末,经雷射烧熔后层层叠加成型,成品尺寸精度可达正负 50 微米(µm),最小製作直径约 100 微米相当于头髮粗细、緻密度大于 99% 以上,拉伸强度以钛合金为例已达 950MPa 以上,符合医材及航太强度规格需求。现场并展示与自行车中心共同开发的 3D 列印钢管自行车之焊接管材(LUG),符合人体工学的 3D 列印结构设计使重量更轻,还可客製化打造个人专属脚踏车零组件。此外,与管乐器专业代工製造厂益丰国际共同开发的 3D 列印萨克斯风弯管,以益丰公司的 3D 乐器资料与工研院共同设计製作的弯管,不仅音色重现,还减少动辄百万的开模费用及节省开模时间。现场另有 3D 列印精细的项鍊、戒指等珠宝产品展示。俞协理表示,工研院已与东台精机合作开发出第一台产业化 3D 列印机,并与精刚及嘉钢公司组研发联盟投入开发商用型国产金属 3D 列印机及专用材料,国内厂商金属 3D 列印量产指日可待。

此外,亚洲最大切管弯管设备公司和和机械与新代科技、荣刚材料科技开发出台湾第一台「3D 光纤雷射切管机」,由新代科技研发专属切管机的控制器,荣刚材料则开发雷射切管机光学头,再由和和机械整合开发完成。採用光纤雷射,不仅可节省厂房空间、生产时间、人力及电力,精準性更胜传统 CO2 雷射加工,可用于汽车、医疗辅具、健身器材及建筑业各种型状管件的精準挖孔及斜口切割加工,价格较国外设备更具竞争力。在雷射设备的重要关键组件-雷射源,工研院已成功开发 500 瓦连续式与 30 奈秒光纤雷射源,其中奈秒光纤雷射源已技转搏盟科技,促成该公司成立雷射源事业体,让台湾在雷射产业从无头工业晋身有头(雷射源)产业。

穿戴式及先进智造产业带旺这一波雷射产业!根据 Laser Focus World 资料显示,全球雷射源市场在 2015 年可达到 3,071 亿台币,以应用领域分,材料加工的雷射源首度超越光通讯元件达 1,206 亿台币,佔 39%,成长 8%;以雷射源种类看,光纤雷射成长最快,产值为 342 亿台币,年成长 13%,主要的成长动能除了来自切割、焊接的便利与普及外,金属 3D 列印设备亦推波助澜。雷射钻、切、焊、微加工特性符合穿戴式电子产品轻、薄、小的加工特性需求,而先进智造中的 3D 列印,特别是金属雷射 3D 列印的加工优势,更是改变传统以机械加工的製造思维,带动数位製造及大量客製化的市场的成长。台湾雷射产业从无源到有源(雷射源)、从传统减法 (车、铣、鉋、磨)到新世代加法(3D 列印)的能量,将协助国内产业抢攻穿戴式及先进智造产业的商机。


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