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創新平台/節能雷射機 變身除鏽高手

2018-11-21 22:59經濟日報 李珣瑛

工廠的金屬器具用久了難免會生鏽,影響外觀甚至效能。工研院裡有一群雷射專家,針對國內中小企業主的需求,打造出省電又環保的「節能美光雷射清潔機」,僅以50瓦的低功耗,瞬間峰值高達5萬瓦,舉凡日常所見的金屬鏽垢如鐵鏽、銅垢等,只要用雷射光輕鬆一掃即除,此一創新研發也一舉入圍今年的全球百大科技研發獎 ( R&D 100 Awards )。

談到這項技術的開發構想,工研院雷射與積層製造科技中心經理曹宏熙笑著說,「來自於研發同仁的靈機一動。」原來是團隊成員有一天拿著家裡生鏽、燒焦的鍋碗瓢盆,來當雷射雕刻的測試樣品,沒想到卻在雕刻測試的過程中有意外發現,因為「用雷射光雕刻過的地方,碳垢竟然也自動脫落,展現出金屬表面原有的光澤!」

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這項新發現進一步激發同仁的好奇心,對著辦公室所能找到的物品一項項測試,也在這具有實驗精神的行動中,找到了光纖雷射的未來運用。

曹宏熙表示,利用雷射替金屬機具或物件除鏽在大型企業裡並不罕見,但多半採用的是一種連續性雷射,使用材質以金屬為主,而動輒500瓦以上的高功率輸出,無論是用電量及購機成本,都令中小企業較難以負擔。工研院的「節能美光雷射清潔機」,採用自製低功耗、高脈衝光纖雷射源,瓦數僅有50瓦,但雷射瞬間峰值可高達五萬瓦,藉此達到金屬除鏽功能。

達到金屬的除鏽只是第一步,研發團隊為了讓雷射加工清潔能有更廣泛的應用,必須提供客製化服務,並兼顧使用者的操作便利性,這也增加了許多研發的難度。

曹宏熙說明,「每種基材及鏽垢的雷射吸收與反射能量都各自不同,背後代表著需要找到對應的各種不同參數。」因此,從製程端開始,研發同仁先列出油漬、漆垢、黴菌等各種不同項目,再細心調整雷射參數,反覆回饋給研發人員微調,過程中就怕有毫米數據差,可能影響清潔成效。甚至有廠商提供昂貴基材,樣品一小片就要價好幾萬元,讓測試雷射清潔的同仁「壓力爆表」,所幸仰賴研發團隊收集資料及增加對基材的事前分析,小心翼翼地技術開發,最終不負使命,成功說服廠商考慮引進雷射清潔技術。

曹宏熙表示,從研發角度來看,大多數技術在協助廠商轉換商業價值,考量許多變數因子,需要研發人員長時間耐著性子做,過程並不輕鬆。這次「節能美光雷射清潔機」研發過程團隊展現無比的韌性與興趣,遇到短時間無法清除的案例,總是可以看到同仁們聚在一起想辦法。

「就像是多人在遊戲中打怪,一路靠著團隊合作解決各種大魔王!」曹宏熙說,不久前技術獲選入圍全球百大科技獎 (R&D 100 Awards) 的殊榮,就是這群雷射團隊在破關前最即時的階段性成果與獎勵。

近年來國內接受與引進雷射技術加工的廠商逐漸增加,但整體市場仍有很大的成長潛力。曹宏熙強調,「光纖脈衝雷射電費省、體積也小,與國外進口機器相較,我們的雷射清潔機有很大的競爭優勢。」為了從現有立基點鎖定全球市場新藍海,研發團隊也將致力於縮小機台,努力將手持式槍頭輕量化到一公斤以下,未來希望小至家庭、大至工商業都能應用,更加切合市場需求。

美光 光纖 中小企業
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