■邱耀弘/ACMT
名人介紹
對Dr. Q來說，林舜天教授是他學習生涯中的貴人，他帶給Dr. Q那種自由學者無畏的風格，明事理、辨是非、講科學、勤動手，為了學生畢業投入社會，不惜和當時的校長為了過時制度而翻桌，他所樹立的積極投入產業，也成為他人口耳相傳的鮮明風格。最令Dr. Q佩服的在於「學生能夠超越老師的成就， 就是給老師最好的回報！」，多次在商場遭遇，林教 授總願意把最好的成果分授給自己的學生。以下是林教授本人的撰稿。
圖: 林舜天教授( 左一) 與邱博於2014 年的合影
回顧發展軌跡
Ray Wiech先生在1980年獲得第一件相關於金屬 注 射 成 型 (Metal Injection Molding, MIM) 的 專 利 (Manufacture of parts from particulate material， US Patent 4,197,118)，MIM 因此成為一個標準化的 製造程序。到1985年，在美國僅有少於10家廠商從 事MIM產品的製造。時間來到1986年起共五年，當 時任教於 RPI 的 R.M.German 教授以會員的方式，吸 引超過30個世界各國廠商參予MIM與陶瓷注射成 形(Ceramic Injection Molding, CIM)技術的開發與分 享。從那開始，MIM技術也因為有學理基礎的投入和 支持，極為快速的成長。到1995年，已有超過30家 廠商從事MIM產品的製造。筆者在1987到1991年博士班學生時期，有幸參予German教授的這個MIM 推廣計劃，在畢業之後也將此技術帶回台灣，陸續在 台灣建立3家MIM與CIM的生產線。
MIM在過去20年來與CIM皆有明顯、超越至少 10%的顯著成長。但是隨著總體產值數字的變大， BBC Research 預估到 2020 年，整體產值將以平均 7.6%的成長，達到31億美元。這個成長率遠高於全 球GDP的成長率。屆時，亞洲將以7.9%的複合成長 率，達成全球40.2%的產值。歐洲將以6.1%的複合 成長率，達成全球31.3%的產值。北美也將達成全球 25.2%的產值。
圖1: BASF 在1996 年美國專利所描述的酸脫脂率
圖2: 目前低合金鋼的燒結密度已經達到7.7g/cm3，該標準卻仍以7.5 g/cm3
中國MIM崛起
中國在MIM製造能力的提升，包含原材料與生產設 備的國產化、經驗的累積與分享、從業人員值與量的 提升、及靠近市場，是亞洲高佔比與高成長的主要原 因。 Indo-US-MIM 是首先超越 1 億美元年產值的公 司，然而在中國卻有相當多公司已經超過1億美元的 年產值。其中，消費電子商品是驅動MIM產業在中 國快速成長的原因，新的與高價的應用領域，如生醫、 汽車與生活娛樂產品也逐漸成為產業關注的焦點。然 而，老廠的擴廠、持續有新投入的廠家，效率與良率 的差異化已經造成相互排擠的效應。效率與良率的差 異化可以由每個員工每年的產出價值看出。管理良好 的MIM廠，每個員工每年的產出價值可以達到100 萬人民幣，然而卻有相類似規模的MIM廠每個員工 每年的產出價值僅有50萬人民幣。
MIM產業的材料與設備逐漸標準化，會讓人誤以為 是個”買機器來印鈔票”的行業，忽略了它是個整合 知識與學理、並經由經驗累積的行業。現在整個中國 MIM的產能擴張率已經高於整體產值的成長率。在市 場訊息高度公開，與效率與良率的競爭下，若是廠商的能力不提升，就必須面對萎縮。
被忽略的行業
雖然MIM技術擁有不錯的背景，但是受到近代CNC 數值加工以及增材技術的明星加工製程技術的排擠， 加上尺寸不容易做大的緣故，稍微失落。但是真正的 原因在於產業的自己，MIM所包含的科學背景知識 高，而行業產值卻受限於推廣甚少導致守舊裹足。塑基餵料已經是中國MIM廠商使用的主要MIM餵料， 但行業上卻嚴重缺乏對它的了解。例如，餵料是否是不容易分解的材質?注射工作的環境期甲醛或甲酸濃度是否高於工業衛生的標準?硝酸脫蠟的機制為何? 脫蠟速率是否達到BASF在1996年美國專利(Process for improving the debinding rate of ceramic and metal injection molded products，US 5531958 A)所描述的脫蠟速率?如圖(1)所示。
另外，需要製定新的MIM材料可以達成的性能標準 與尺寸的標準。 2016 年美國 MPIF STANDARD 35 2016 Edition Materials Standards for Metal Injection Molded Parts所製定的材料燒結密度與性能還留在 10年前或甚至20年前MIM行業可以達到的水準。例 如，低合金鋼的燒結密度已經輕易達到7.7g/cm3， 然而它卻以7.5 g/cm3作為它的標準如圖(2)。相同 的現像也發生在不銹鋼與其他材料上面，316L的燒結密度已經輕易達到7.8g/cm3，然而它卻以7.6 g/cm3 作為它的標準。歐 洲 的 MIM 行 業 協 會 EPMA (European Powder Metallurgy Association) 制定的尺寸公差標準，也遠 遠偏離種個產業可以達成的能力。請見圖(4)
圖: 金屬粉末注塑成型技術製成樣品
圖3: 316L 的燒結密度已經輕易達到7.8g/cm3，然而它卻以7.6 g/cm3 作為它的標準
回到未來
很欣慰的是在大陸的ICT產品推波助瀾之下，讓MIM 零件流行起來，我的學生們和徒孫們能夠力圖振作， 在這五年不到的時間將大中華地區的MIM零件產值擴大到將近10億美金，佔有將近全世界的三成，還不包括輸出海外的MIM零件。
在我個人的觀點來看，大中華地區的PIM產業必須要再精實的升級，重新拾起課本接受完整的訓練，避免同業之間的惡性競爭，挖角、挖訂單都不是最好的辦法， ACMT在未來的幾年會陸續的開出PIM的進階課程，希望大家給我們的協會更多的支持，也給予我們更多的掌聲。回到更遠的未來，大中華地區的PIM產 業更多的發展空間，迎接更多的孩子們一起加入PIM 行列而努力吧!■
圖4: 歐洲行業協會EPMA 制定的MIM 尺寸公差標準
圖5: 液態金屬樣品(Liquid Metal Technology)
