■耀德講堂 / 邱耀弘 博士
背景
在可知的數據上，中國大陸與臺灣的MIM製品合併營收在2011超過北美洲、歐洲與日本。在2020年突破了15億美金（相當於100億人民幣），MIM工廠也由當初不到50家到現今已超過200家。中國已經成為全球MIM製品數量和營業額最大的國家。在MIM工藝所用的四大製程設備：「喂料的混煉與造粒」、「生坯的注射成形」、「脫脂坯的催化脫脂」、「銀坯的燒結」，也成為全球性價比最高，並輸出到其他國家。種種的跡象顯示MIM工藝廣受世人的青睞，逐漸追近傳統粉末押製並領先先進的金屬3D列印很多。
然而經過近五年的觀察，Dr.Q發現就在新冠疫情發展之初（2019年底），MIM零件用在中國製智能手機上的訂單明顯衰退。接著在2023年初獲悉美國蘋果公司的iPhone 15的後攝像頭保護圈可能取消了使用MIM工藝，無疑這的造成中國MIM產業的擔憂。在過去的十年之後（2012-2022）MIM業者應該要怎樣面對智能手機不使用MIM零件的後智能手機時代？
轉變關鍵
圖1是大中華地區的MIM年度銷售總額，我們特別區分出3C MIM製品包含用於：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、桌機與伺服器以及智能穿戴裝置等的總額。圖上標示了三個數字為三個階段的起點，都與智能手機的發展有密切關係。
第一階段
美國蘋果公司開始採用MIM零件進入智能手機，這是MIM產業在中國開始起飛的年代。受到APPLE公司的MIM需求，MIM廠以臺灣台耀科技（蘇州中耀的前母公司）、上海富馳高科技為代表公司。主要的零件做為SIM卡托頂出機構與手機內構零件為主。臺灣新日興的投入，APPLE在筆記本電腦上的轉軸也逐步改用MIM工藝。
第二階段
臺灣的宏達電（HTC，已經被Google收購）開始採用MIM製程作為SIM卡托主體，間接也導引國產手機品牌先從華為(HUAWEI)開始，並擴及到歐珀(OPPO)、維沃(Vivo）、小米（MI），MIM零件包含手機鏡頭保護圈(Camera ring)、側按鍵(Side volume key and powder key)、連接器接口(I/O port)等等。在2018年起由於中國國產智能手機使用微小齒輪減速機與相機結合成為升降鏡頭模組，MIM零件在智能手機的營業額幫助下逐漸到達最高峰。
第三階段
雖然APPLE採用MIM新材料鈷鉻鉬合金(ASTM-F75)製作手機與平板的後攝像鏡頭保護圈帶來MIM的高峰。不幸的，這時候中國國產智能手機開始淘汰MIM製程，主要因素還是在於價格考慮。加上APPLE盤據了前十大MIM供應商，限制了MIM產能供貨以及品質。非APPLE智能手機紛紛改用傳統金屬沖壓與塑膠製品取代MIM零件。不過因為新冠疫情的到來提升了筆記本電腦的需求與摺疊屏手機出現，MIM的轉軸零件至少挽回了整體銷售額下滑的幅度。
在第三階段開始，大中華地區的MIM業者已經感受到變化的氣息。那些原來以中國國產智能手機的MIM零件廠因需求驟降，使得部分MIM業者沒有訂單。這些MIM業者開始為求生存而轉變方向。因此，就有了下面幾項的發展。
改變產品策略
大中華地區MIM業者在新冠疫情開始就已經預測了下滑趨勢，有幾項產品策略的改變，包含：
- 材料的拓展擴大產品的應用場景，從傳統的鐵鎳合金(Fe-2, 4, 8Ni to 50Ni)、304/316、304L/316L、420J2/440C、W-Ni-Cu，擴大到了201、17-4PH、A.N.A.C.E.A.®、Fe-50Co (HiperCo®)、Fe-3Si、430、W-Ni-Fe等。根據客戶需求大幅度的增加在磁性功能材料以MIM工藝製作零件的進度。尤其對於軟磁材料以及導磁性材料的應用，帶動了鈷元素導入MIM工藝包含Fe-50Co、ASTMF75，大量的應用在電子製品的磁力導引與電磁屏蔽上，有不錯的成效。硬質合金的材料改動，把之前較難控制的W-Ni-Cu轉變成W-Ni-Fe。配合批次式石墨真空爐燒結(1480~1500℃)，燒結的工藝可以免除氫氣的危險與困擾，大大的增加生產的效率和安全性。
此外，最近3年在鈦與鈦合金的推進也有一定的成效，如圖2，中國國產的鈦與鈦合金喂料也正蓬勃的發展，加速了MIM工藝使用鈦與鈦合金材料。
- MIM產品重量由10g以下開始往上達到500g，主要逐漸取代脫蠟鑄造(Investment casting)、壓鑄(Die casting)工藝的零件。有利的因素有二個。第一是中國環境政策對於汙染較大的脫蠟鑄造與鍛造的工廠嚴格監督，限制了行業的發展。第二是中國製粉行業投入加大金屬粉末產出量。
因為中國不鏽鋼材產能大且應用廣，回收不鏽鋼邊角料噴制粉末促使粉末價格下跌。這樣MIM較大件產品可以用得起MIM的粉末。例如MIM 304不鏽鋼粉末的平均單價低於6 USD/Kg (<40 RMB/Kg)，已經接近傳統PM用的不鏽鋼304粉末，未來開發出MIM 201粉末估計可以低於4.5 USD/Kg (<30 RMB/kg)，就能直接取代傳統PM的低成本不鏽鋼粉末。
- 針對不同產品深入發掘客戶，包含在轉軸、縫紉機配件、奢侈品牌包的扣件與標牌、菜刀與指甲刀、治具與工具、高爾夫球桿頭配件。甚至已經開始投入到電動汽車的變速箱與鋰電池組內構零件，改變接長單（產品壽命長）而少接潮單（產品壽命短）。
例如在眾所周知的高爾夫球頭的製造部份，由於MIM工藝可以做出比精密鑄造、鍛造與壓鑄工藝更好的曲面效果與細節特徵。美國高爾夫球協會(United States Golf Association, USGA)甚至考慮將MIM工藝列為標準高爾夫球頭的製造工藝中。更有趣的是在中國南方的陽江市，至少4家MIM廠與當地粉末製造商結合，針對MIM 420不鏽鋼製作菜刀（十八子-李氏菜刀）與指甲剪超過1,000萬件/年，已經成為地方的特色且出口到海外國家，如圖3所表示。
- 材料與設備的技術提升促使精密MIM機構產品用來取代CNC、NC等機械加工製品。例如位於東莞的域嘉精密科技有限公司（Vigor，香港力嘉精密有限公司分公司，全球最大玩具齒輪箱製造廠）生產的小模數齒輪（直徑3~30mm/M=0.1~1mm），已經接到美國最大掃地機器人製造公司（irobot）的承認與樣品交付。在未來全面使用到重負載的裝水拖地與掃地機器人。這種採用MIM工藝製作的高強度精密齒輪已經到達AGMA (American Gear Manufacturers Association)-Q9等級精度。
使用17-4PH H900熱處理後回火，可大幅增加齒輪的耐磨度而取代PM壓製齒輪和黃銅切削齒輪。如圖4所表示，其中以MIM嵌入注射塑膠的技術，也是首次導入在新產品的系統上並獲得承認，對MIM工藝的整合技術又推進到更有趣的發展方向；
改變命運需要眾志成城
今年剛好是MIM第一個發明專利的50年之後第一年。1972年美國Parmatech公司一定沒有想像到今天MIM的盛況，而且支撐全球MIM產業大局的是大中華地區的MIM廠家。我們非常感謝Parmatech帶給世人這項新技術。我們努力的將MIM工藝落實成為金屬加工的常態工藝，與脫蠟鑄造、鍛造、機械加工和傳統粉末冶金齊名。同時，我們也將協助金屬積層製造的粉末床技術的成長，更會幫助黏結劑噴射技術的向前邁進。萬物之源皆來自顆粒的組合，我們必須以科學的方式了解粉末。在數不盡的粉末中奮勇向前，數學是我們唯一的依靠。當然，包含我們的勤奮不懈努力。
大中華地區的豐碩成果來自全球MIM工業的齊心努力以及客戶給予的龐大訂單。在此時，即便MIM產業遭遇到後智能手機時代的不確定因素影響，不需要驚慌與害怕。誠摯歡迎全球的朋友來到大中華地區參觀MIM近30年的改變，使用更為先進的設備和更高性價比的金屬粉末，為人類製作更為精密的MIM零件，一起改變人類的文明。
