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開發環保型無鉛鐵基集電弓接觸片 中科院善盡企業社會責任

本文共876字

經濟日報 曹松清

中科院歷年來以其在材料、元件及系統整合的優異能力,協助產業界進行諸多技術升級與研發創新工作,具備豐富的產業製程輔導與產品開發經驗。

台灣高鐵集電弓組。 中科院/提供
台灣高鐵集電弓組。 中科院/提供

有鑑於此,高鐵公司在2012年與中科院簽訂合約,委託進行「集電弓接觸片組合關鍵元件研製」計畫,期望在國內取得自主的替代商源,提升價格競爭力,降低營運成本。

自粉末冶金技術出發 創新成功自製國產含鉛鐵基接觸片

完整的集電弓組件包含接觸片、輔助接觸片、連接板、弓角等,是一種要求高機械強度、高導電性、耐磨和潤滑性能集合於一體的電接觸材料。台灣高鐵公司使用日本新幹線的系統,所採用的為粉末冶金製作而成的含鉛鐵基接觸片。

中科院於接獲需求後,運用過往開發武器系統關鍵零件過程中累積的粉末冶金技術,於2013年成功開發初代自製含鉛鐵基接觸片並完成首次「高速行駛營業測試」,自製含鉛鐵基接觸片行駛的里程數符合日本原廠初代接觸片的標準。

2015年開始正式產製含鉛鐵基接觸片提供給台灣高鐵公司使用,並輔導國內廠商建置製作含鉛鐵基接觸片的能量,提升國內軌道工業自製能力;此外,中科院除了接觸片之外,亦同樣完成輔助接觸片、連接板、弓角等自製件開發,並持續產製提供給高鐵公司。

台灣高鐵集電弓組。 中科院/提供
台灣高鐵集電弓組。 中科院/提供

跳脫既有框架創新開發 成功研製無鉛鐵基接觸片

在研發的過程中,中科院的研究團隊發現原本的鐵基接觸片都含有金屬鉛,原因是鉛具備低熔點、硬度低、材質軟和良好導電性等特性,這也是為什麼目前的鐵基接觸片仍然都含有微量的鉛且無法被取代。

中科院由此出發審思如何跳脫既有框架並兼具環保概念,所以主動投入無鉛鐵基接觸片研製,在歷經無數次的失敗後,最終於2022年完成無鉛鐵基接觸片的開發,中科院開發的無鉛鐵基接觸片之硬度、拉伸、衝擊、電性等性能皆與含鉛接觸片相符,並經實車測試證實性能與含鉛鐵基接觸片完全一致,相關研發成果已分別於2023年和2024年獲得日本及中華民國專利。

中科院活用粉末冶金技術及經驗,除於國內建立自製能力外,更進一步主動完成無鉛鐵基接觸片開發,除了期能帶給國人更健康之生態環境外,並可將此對環境友善的產品行銷海外(日本新幹線與其他相容系統國家),為永續發展善盡社會責任。

台灣高鐵使用之鐵基接觸片。 中科院/提供
台灣高鐵使用之鐵基接觸片。 中科院/提供

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