■圓融金屬粉末 / 賴冠良 業務副理
前言
近幾年在歐、美地區,金屬列印國際市場的需求日漸普及,儼然已成為新型態的工業製造選擇,甚至許多的應用產品早已使用多年。衍伸而來的是在合金粉末材料性能的追求與日俱增。許多國際廠商更以材料合金設計做為主要營業項目,只求滿足高端工業產品的使用需求。本次的2021台灣3D列印暨積層製造設備展中,圓融公司將帶來自主研發的專利鋁合金粉末材料,讓各位讀者們能在第一時間認識到從未見過的高性能鋁合金材料。
關於圓融的歷程
圓融金屬粉末公司專職於高品質球型金屬粉末的生產製造,專門供應在積層製造產業上使用。圓融的技術團隊透過專利核心氣體霧化技術來打造出獨一無二的氣噴金屬霧化設備,使金屬粉末可媲美國際金屬粉末製造大廠。
圓融公司成立於2016年,該年度圓融正式向國立成功大學簽訂技術轉移案,透過承襲航太系-王覺寬教授的專業球化製粉技術,以及母公司欽揚科技與安集科技的能量注入,圓融正式投入生產高品質球型金屬粉末。
鋁合金粉末材料的專家
不諱言,優異的列印品質,源自絕佳的粉末特性,藉由航太品質管理系統AS9100D認證,圓融公司在每一個生產與檢驗的環節都為客戶進行完整的把關,讓客戶深感安心。
身為一家新創小型企業,必須要走出自己獨樹一格的道路。當時國際上,最熱門也最普遍的應用當屬不鏽鋼粉末,各國大型粉末製造商與貿易商,紛紛快速投入資源在此領域。我們如何透過有限的資源與國際大廠競爭呢?答案是,我們有精實研發基礎與獨到的前瞻觀點。
經過多次的研討,確信往後的趨勢必然會走向輕量化。換言之,積層製造相較既有的減法製程在輕量化的設計上,儼然往前跨了一大步,而下一步,則在於材料的選用了。
鋁合金密度相對不鏽鋼金屬僅有三分之一,對環保法規越來越嚴格的全球汽車市場而言,輕量化代表著減少碳排放,對電動車市場輕量化大大提升了車輛的續航力。考量電動車輛的電池模組扣件以及冷氣散熱鋁歧管,除了需要輕量化及耐高溫強度之外,特別是電池電解液(氫氟酸)洩漏會腐蝕扣件,以及冷媒液流通的歧管都需要具備抗腐蝕能力,因此高耐熱性能、耐腐蝕鋁合金無疑是個極具吸引力的關鍵材料。
走向客製化鋁合金設計的道路
創立後的第一位客戶,是透過國際展覽認識的新加坡國立研究單位,當時他們研究的是6000系列與7000系列鋁合金如何在選擇性雷射熔融製程(Selective Laser Melting)中,避免熱裂(Heat Crack)的產生。我們透過熔煉鋁合金過程中添加稀土元素,與控制合金元素形成穩定金屬間化合物(intermetallic compound)等,生產出符合客戶期待的母合金粉末。藉由這次的經驗,也開啟了圓融在客製化鋁合金粉末上的專業度與實力,也使得國際知名的材料廠商找上門,希望藉由合作,成為其亞洲的生產基地。
追求更具競爭力的鋁合金材料
眼前國際上知名的鋁鎂鈧、鋁銅鈦等高強度材料,均是圓融生產製造材料選項。但鑒於這些高強度鋁合金一來在生產層面需要支付原廠高比例的智財權利金、二來身為創新者追求更卓越的材料機械性能,圓融於2020年取得高強度耐熱鋁鎳銅合金臺灣發明專利,並協同國立成功大學-材料系洪飛義教授合作,分析積層製造後鋁鎳銅合金的材料特性、顯微組織、熱處理條件與機械性能驗證等等,其研究成果刊載於國際高點數期刊:合金與化合物雜誌 (Journal of Alloys and Compounds)。圓融公司專屬的鋁鎳銅合金,不屬於任何商用牌號,值得注意的是,該合金的高溫強度表現,堪稱世界第一。
結語
除了有系統建立鋁鎳銅合金高溫及腐蝕機制之外,為符合實際車輛行進振動的負荷,也建立積層製造鋁鎳銅合金的疲勞壽命,目前公司研發實績可提供車輛載具應用參考,亦可導入全鋁車架的設計平臺,並逐步邁向軍工產業。
此外,為了拓展鋁鎳銅合金粉末的應用,圓融公司與成功大學及粉末冶金大廠再次締造紀錄,突破數十年來鋁合金粉末冶金的製程門檻,建立高性能鋁合金的燒結暨熱處理應用技術。圓融公司多元高階經營的量能,不單獲得大家的肯定,也讓全世界看見臺灣。
本次展會中,圓融公司也將帶來其他如鈦合金可供應用於航太與生醫領域等材料,以及銅合金等具備高導電與高導熱之特性材料。除鋁合金粉產品外,我們也力求滿足不同領域客戶的應用需求,期盼臺灣有更多業者能共同學習與交流。展覽期間,歡迎各位讀者至S718展位共同探討更多鋁鎳銅合金的應用可能性。