台科大運用常壓電漿技術 提升模具硬度與使用年限

▲▼台科大機械系特聘教授郭俞麟(圖左)帶領研究團隊,將常壓電漿用於模具,增加耐用並獲獎。(圖/台科大提供)

▲台科大機械系特聘教授郭俞麟(圖左)帶領研究團隊,將常壓電漿運用於模具,提升硬度與使用年限。(圖/台科大提供)

記者許敏溶/台北報導

模具產業是台灣產業供應鏈是不可或缺的一環,台科大機械系團隊,將常壓電漿技術實際運用在冷作模具鋼,在常壓狀態且無須真空設備下,短短十分鐘內就能輕鬆提升模具的耐磨耗特性與硬度,不僅增長模具使用年限,更提供短時間綠色製程,相關研究也受國科會經費支持,並獲得中華民國發明專利與美國專利,也提升台灣模具產業競爭力。

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去年(110年)台灣的模具產業產值約522億元,每一副模具可再為航太、汽機車、金屬製品、電子與醫療生技等產業,創造出10到50倍的產品產值,估算台灣生產模具所衍生的產品產值,累計超過2.4兆,故提升模具使用壽命,以及提供綠色環保製程,對台灣產業發展至關重要。

▲台科大機械系特聘教授郭俞麟(圖右)帶領研究團隊,將常壓電漿運用於模具,增加耐用性。(圖/台科大提供)

台科大機械系特聘教授郭俞麟帶領的電漿創新實驗室團隊,主要研究是將常壓電漿表面改質技術,應用在各種不同產業,這次將常壓電漿運用於冷作模具鋼,利用常壓電漿噴射束對模具鋼表面進行滲氮處理,以提升模具鋼的機械性質及其使用壽命。

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郭俞麟指出,電漿技術已廣泛應用於各產業上,但傳統電漿最大問題就是需要在真空環境下進行相關作業,且需透過昂貴真空設備及花費大量時間,而常壓電漿的特性在於操作時不受到零件尺寸限制,除增加處理範圍面積,也可選擇將製程按圖案化與局部區域處理,此時,再結合機械手臂達到自動化處理,使材料品質更穩定又環保。

郭俞麟進一步表示,團隊研發的製程與傳統的氮化製程相比,常壓電漿系統在常壓下進行,無須使用封閉式爐體,而是使用半封閉式空間下完成該製程,且製程時間短和能源消耗低等特性,這些優勢條件下達成冷作模具鋼的表面技術處理;目前團隊在各種類型的鋼材測試也都相當成功,提供台灣模具產業對於未來模具鋼的表面處理提出一項新的技術,並且透過此技術,凸顯出此項製程在短時間處理與綠色製程的特點。

郭俞麟指導的機械所學生蔡明駿與郭兆渝,也因此獲得模具工會論文獎傑出獎肯定,蔡明駿表示,冷作模具鋼在產業界應用十分廣泛,像是冷沖模、藥材模具、塑膠射出成型模具以及工業用刀等產業,但使用過程中易發生金屬磨耗性或失效等問題,使模具使用壽命降低,故在金屬內部還保有其韌性情形下,將模具鋼進行短時間下的表面改質,通過製程在表面形成耐磨耗與高硬度層,改良模具鋼在應用上的耐磨耗與耐衝擊性能力,藉此提升模具的使用年限。

▲台科大機械系特聘教授郭俞麟帶領研究團隊,將常壓電漿運用於模具,增加耐用性。(圖/台科大提供)

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