■V-TECH 蘇州巨集倫真空設備有限公司
緣起
2013 年十月初，在北臺灣的夜晚，有著一群睡不著的人在會議室不停的回蕩著 ─「我們這麼晚進入MIM 產業，能為產業提供甚麼？」這句話。就這樣，我們一腳踏入MIM 設備製造的產業。
V-TECH 蘇州巨集倫真空設備有限公司的臺灣母公司，自1979 年經營高壓與高真空壓力容器設備，專精於這些設備生產製造長達30 餘年。母公司陳董事長著眼于產業發展與公司的延續性，在2009 年9 月自美國北德州大學邀請專精於金屬材料分析、先進金屬材料熱處理以及表面處理的材料科學碩士：
塗偉倫先生，擔任V-TECH 總經理，並開始針對MIM產業調查與研究，並透過塗總經理的引介其臺北科技大學五專部同學，具有豐富MIM 生產以及使用燒結爐經驗背景的臺灣科技大學高分子材料科學碩士– 趙育德先生；就這樣，透過趙總監而與其失散多年的恩師邱耀弘博士(Dr. Q 當年在臺北科技大學擔任由業界聘用的兼任助理教授) 重聚與引薦，趙總進入晟銘電子科技與Dr. Q共事三年，開始了這一段的MIM 產業驚奇旅程。
頭腦風暴– 由巨型X 光探傷儀而起
當年在拜訪恩師的師父– 臺灣科技大學林舜天教授以及其他MIM 產業的先進們之後，塗總和趙總在臺灣母公司和杭州的生產基地如圖(1)，發現集團內早已具有優越的真空技術專長以及巨型的X 光探傷儀技術，那為何不用來製作MIM 爐體？於是，花了一整年的時間彙整了MIM 產業在生產技術上的問題。
「我們發現最困擾的主要問題之一便是燒結良率不高，經常是燒結一爐只有不到60% 的良品，必須倚賴冗長的後制整形與後加工來補償，因此生產效率低且增加成本。如果能在燒結後就得到最終產品尺寸的精度，不僅僅可大幅減少過去以”堆”量燒結( 不去整理不良品，先以獲得良品為目的而多燒幾爐) 換取成品的作法，更可以節省後段整形以及後加工的迭加費用」，趙總回憶說：「那麼，要設計開發一款能夠搭配精密燒結工藝的設備，需做到怎樣的條件和考慮那些因素呢?? 」
經過兩位業師( 林舜天教授和邱耀弘博士) 的導引，又先後研究了國內外的MIM 真空燒結批次爐與連續燒結爐的優缺點。我們發現：「想要獲得產品具有公差在±0.01mm 的精准燒結結果，燒結設備必須提供一個乾淨而且穩定均勻的燒結熱場，並搭配相應材料的燒結參數來達成」。終於在2015 年初，我們開發出第一代V-TECH 的MIM 真空燒結爐，型號HQ33如圖(2)，獨具專利的特殊脫蠟管道系統以及母公司規模化的真空腔體生產、檢驗與裝配，並提出業界首創的測試方法 – 產品實際滿爐燒結測試，來證明精准燒結確實能夠實現，使客戶滿意。
真本事的考驗
對於MIM 燒結技術，V-TECH 提出這樣的看法，並須注意控制以下條件：
- 材料
MIM 早期發展主要以蠟基粘結劑施以溶劑脫脂為主，當2010 年後MIM 爆炸性成長的市場，在大中華區已有85% 以上的企業改採用德國BASF 或是POM 素料為主的塑基餵料，因此在MIM 餵料上的管控變得簡易，生產中主要注重回收次數上限的管控。
- 模具
MIM 模具比塑膠模具更為精密，所以在注射成形過程中必須更要求尺寸及流道的設計及管控，相對於模具保養和維護更加重要，其中分為日保養對於型腔表面清潔以及油污清理，定期保養為每數日或一周對模仁及模仁入子、頂針的拆卸清潔與保養，須按照模具複雜程度不同而實施。
- 注射
MIM 的注射的部份著重於射出速度、計量、壓力以及溫度，確保每穴產品的品質與品質。同時要注意溫度的管控，塑基餵料很容易熱裂解，必須要嚴格管制炮筒、射嘴、熱流道以及模具溫度。
- 脫脂
MIM 的脫脂著重於生坯收縮率以及重量損失率的管控，抽測時必須做到分區抽測。
- 擺盤
擺盤著重於產品的外觀、結構以及餵料的種類，另外需注意陶瓷板的表面摩擦力對產品的影響與陶瓷板的溫度衝擊性和壽命，產品擺放時，不可挑戰擺放極限以防產品沾黏。一般陶瓷板純度通常不佳，選用進口的板是一個不錯的選擇，持久耐用且純度高。
燒結
MIM 的燒結著重於兩大方向，包含：
– 生產端方面必須注意:
- 氣體的純度4N 或5N (99.99% or 99.999%)，低純度會影響產品導致表面變色
- 氣體管道( 無縫鋼管) 影響產品發霧或變色，焊接縫易藏躲汙物和殘氣
- 爐體基地的結構( 水泥厚度20~30cm、非鋼結構)，否則振動會影響產品變形
- 良好的供電環境( 地區限電問題)，供電穩定與否也會影響產品尺寸及品質
- 脫脂階段氮氣流量(20~30 L/min)，也會影響產品外觀
- 人員管理( 人為因素必須降到最低)，對真空設備維護保養的紀律尤為重要
- 設備供應商方面必須注意:
- 爐內均溫( 爐子調試與石墨材料等級)，影響尺寸
- 蠟效率( 管道設計、提升補蠟效率)，不夠乾淨的爐腔在高溫燒結段將影響產品尺寸及外觀
- 人員管理( 人性化介面等)，充足對客戶教育以及人員服務態度
燒結坯
燒結坯主要的管控在於尺寸與密度，根據產品的要求以及後加工的考慮還必須針對碳含量、晶粒大小、熱處理以及硬度等四點進行管控。
( 注意：做燒結坯的管控時，必須先進行研磨後才可量測，也就是要具備金相製作的技術)。如圖(3) 進行滿爐測試的工作現況，V-TECH 對於客戶提出的滿爐測試採用一對一量測，比對燒結前後的性能及尺寸差異。
結論
V-TECH 真空燒結爐可以提供給客戶超高的捕蠟率以及最佳的產品良率，歡迎大家寄送樣品或前來本公司參觀與驗證；V-TECH 燒結爐除了能做到最基本的尺寸與密度上的管控外，還能做到碳含量、晶粒大小及硬度的控制；甚至由於具有較快速的冷卻設計能做簡易的熱處理操作。藉由V-TECH 真空燒結爐以上的特點及結合上述各項的管控要求，可以實踐出長度在10~20mm 的產品，獲得滿爐正負0.01mm 的公差精度。請各位ACMT 期刊的讀者們不要客氣，一起討論和指正我們的錯誤，感謝大家!! 也祝大家在2017 有豐收的一年! ■
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