■耀德講堂 / 邱耀弘 博士
楔子
有道是：「若想得知識，台下十年功；讀者要輕鬆，請花十分鐘」，來看看接下來連續8個月Dr. Q的專欄報告，充實一下金屬注射成形(MIM)產品的知識。專欄內容會盡量把文字縮減，並放入精彩的圖片，最後會在Dr. Q的2023年11月做一個總結。這些產品的內容包含以下：「Part I. 轉軸」、「Part II. 縫紉機配件」、「Part III. 奢侈品牌包的扣件與標牌」、「Part IV. 菜刀與指甲刀」、「Part V. 治具與工具」、「Part VI. 高爾夫球桿頭配件」、「Part VII. 齒輪」。
Part II. 縫紉機配件
在1972年MIM工藝發明之後，金屬零件可以被如塑膠注射一樣的製作出來，這引起金屬加工與塑膠製品業的不小震驚與騷動!!隨著MIM技術的推廣與時俱進，尤其是最近十年(2012-2022)在移動通的電子產品助攻之下，MIM技術和產品能見度大幅提高，且盛況空前。複雜且消耗量的縫紉機配件，成為第二個值得我們關注並討論的MIM產品機會。
縫紉與繡花
我們很擔心AI會取代許多人類的工作，導致人類的失業，例如最近被討論到的AI繪畫，確實在整個AI繪畫後的圖面佈局、空間層次、色彩分配是優於人類的，但是卻失去了人類繪畫的基本靈魂──不完美的美感，這句話不是Dr. Q的狡辯，一張流傳千古的話，是要有些微失誤以及大師的背景故事，而不是由0+1構成的冰冷軟體。
好吧，至少衣服用的布料編織與車縫、拷克作業等等沒有AI完全能取代人類的問題，我們需要用縫紉機(Sewing machine)將一根或多根的縫紉線，在被縫料上形成一種或多種線跡，使一層或多層被縫料交織或縫合起來的機器。我們有了縫紉機，便能縫製棉、麻、絲、毛、人造纖維等織物和皮革、塑膠、紙張等製品，縫出的線跡整齊美觀、平整牢固，縫紉速度快、使用簡便。在縫紉手藝並以之衍生出的刺繡與繡花手藝，使用多色線在布料上進行構圖並完成美麗的圖案，近年更利用計算機控制的刺繡藝術形式，讓平平無奇的線條轉化成美麗的藝術品，如圖1所示。
在所有大中華與東北亞的世界，許多的家庭都擁有一台家用縫紉機，兒時（70年代以前）去踩踏動力板玩著的縫紉機，相信大家都有很深刻的印象。現代化工業縫紉機比起家用縫紉機要更為進步，還加入了計算機與軟件協助操作人員準確地進行縫紉作業，可以大量生產各種布料與皮料織物提供人們日常的穿著與攜帶使用。人類縫製衣服已經歷經數千年的歷史，從簡單的獸骨針、木針演變到各種工業用縫紉機，包含：
- 單針平縫機；
- 雙針包縫機；
- 雙針平縫機；
- 雙針角縫機；
- 之字縫紉機；
- 鎖眼縫紉機；
- 圓頭鎖眼縫紉機；
- 釘扣縫紉機；
- 打結縫紉機；
- 程序式電腦繡花機；
- 雙線環合縫機。
以上，所列出的縫紉與繡花用的機型之名詞均引用自日本兄弟牌(Brother)工業縫紉機網頁（https://www.brother.cn/industrialsewingmachine，讀者有興趣可以自行前往查看），部分縫紉機照片如圖2所示。
縫紉與繡花機工具
關鍵就是做為縫紉的線，一條的線質地看似柔軟，但當它連續且高張力的快速通過導引工具時，由於和工具表面產生連續性的摩擦，工具材料的硬度和耐磨能力便遭受到嚴重的考驗，如果線的顏色是淺色，還要擔心摩擦後脫落的工具表面材料，導致車縫線的鏽斑和色差，圖3顯示了由日本兄弟機械開發的許多MIM工藝製品作為縫紉設備上的機構件，原來這些都是由鑄造、板金焊接與壓鑄工藝做成，在上世紀末逐漸被MIM工藝所替代。
MIM縫紉與繡花機零件的設計要素
因此，縫紉與繡花的工具材料有幾個嚴格的要求：
- 材料質地必須堅硬耐磨，要求至少能有HRC40度以上；
- 由於縫紉線的連續摩擦，材料表面不能掉屑導致縫紉線生鏽，零件一體化的設計將有助於工具的強度與潔淨度；
- 能夠快速導熱消散因縫紉線摩擦導致的熱量，以避免可能融化縫紉線；
- 零件與組裝件的尺寸公差；
- 由於磨損嚴重，必須經常性的拆裝更換，零件的價格要能適中，同時損壞的製品要具有材料的回收性，減少環境負擔；
- 製造縫紉工具的工藝能具有特殊的導引曲面的設計，以使縫紉線能順暢地出線。
根據以上的要求，我們歸納出幾種材料適合用於縫紉與繡花機零件（如表1），所有的適用金屬建議以不鏽鋼並帶有一定強度，低、高合金鋼則建議在硬度調整之後，施予電鍍作業以防止機器不作業時有生鏽問題。
Part II.小結
對於縫紉與繡花工藝而言，採用MIM工藝可以簡化零件的設計，並避免鑄造空孔、焊接缺陷，藉由熱處理調質來提升零件的壽命，並能使用注射成形來大量製造以節省成本，尤其是MIM有塑膠注射的美麗曲面可以符合零件部分特殊特徵協助縫紉線的出現順暢等優勢，已經是其他製程包含鑄造、壓鑄、鈑金沖壓與焊接很難以取代的。因此Dr. Q認為MIM工藝在縫紉與繡花機的MIM零配件將是穩固且無可取代，這又是一項被MIM完全替代的工業領域。
不過要提醒所有MIM製品製造者要注意，縫紉與繡花機的配件因為MIM工藝的能力，在一體化和薄件特徵要求下，大部分訂單都是由日本本土的MIM公司接走，僅有量大、要求簡單、價格低的才發包到中國製造，Dr. Q建議大家練好功、做足功課才來挑戰這個行業喔！
