■耀德講堂 / 邱耀弘 博士
楔子
有道是：「若想得知識，臺下十年功；讀者要輕鬆，請花十分鐘」，來看看Dr. Q接下來連續數個月的系列專欄報告，充實一下金屬注射成型(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. 菜刀與指甲刀」、「Part IV. 治具與工具」、「Part V. 高檔品牌包的扣件與標牌」、「Part VI. 高爾夫球桿頭配件」、「Part VII. 齒輪」。
Part V. 高檔品牌包的扣件與標牌
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)在移動通訊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。今天要談的對MIM工藝而言是比較亮眼奪目的零件──高檔品牌包的扣件與標牌，這是利用MIM成型複雜幾何形狀的能力，使著名品牌的皮具、皮件搭配造型獨有的標牌與扣具，並給予精細的高拋光甚至電鍍昂貴的黃金或鉑金，利用貴金屬外觀質感協助產品檔次更加提升，在高檔品牌已經成為一種設計流行，Dr. Q隨後說明。
設計理念
皮具是用皮革製成（包含天然獸皮、家畜皮與人工合成皮等）的家具或工具，如皮沙發、皮椅、皮床、皮包、皮鞭、皮手套等皮革製品的總稱呼，更廣義的來說皮具還可包括皮衣、皮鞋等廣泛皮革製品。本文較為關注的是小尺寸皮具如皮包、提包與皮箱，這些可隨身攜帶的皮具所搭配的金屬配件已經開始採用MIM製品，並已經成為主流技術。經過許多品牌設計師在工藝研究上發現，MIM工藝可以把品牌的標牌以及皮具金屬配件順利製造出來，且能滿足以下條件：
- 立體化特徵，如塑膠件的設計，過去以鍛造或其他工藝難以表現得更精細紋路與圖案細節，均能實現；
- 可採不鏽鋼材質，基底防鏽能力強、韌性足，經久耐用且結構可精巧設計，又能有足夠的材料強度，非常適合用於受力的扣具配件；
- 可以注射成型大量製造，長期使用的模具降低製造成本，並減少許多後製加工的步驟；
- 取代原來以傳統鍛造、失蠟鑄造或是鋁鋅合金壓鑄，並能保持原來的後處理工藝包含拋光、高光、貴金屬電鍍與真空鍍膜都可以使用；
- 製造程序符合綠色環保要求，高檔品牌公司大多位於歐洲，每個品牌公司都非常注重環保意識，因此產品工藝的環保符合性要求很高。
範例說明
由於高檔品牌的商業行為同業競爭性很高（就是內捲嚴重），因此製品自然非常保密，Dr. Q在工作職場上能夠榮幸參與品牌方委託的MIM代工廠的部份工作，但對於代工廠與品牌方必須嚴格的保護，以下的圖片資料都是取用已經在市面上販售的網頁圖片。
MIM+鍍膜工藝
如圖1所示，這是取自知名品牌CELINE的官網製品，委託公司位於珠三角的MIM工廠，在標牌設計扣具、皮包扣件等等，逐漸地增加MIM製品的分量，金黃色的貴金屬系以真實的真空濺射黃金與氮化鈦(Titanium nitride, TiN)鍍膜交替處理，能夠藉由TiN硬鍍膜提升抵抗摩擦與刮傷，同時保留黃金的質感，金屬基材是以MIM工藝採用316L喂料，使用中國產的氣霧化高光喂料進行，製造程序如圖2所示。這是目前最廣泛應用的製程。
最常見的良率問題發生在MIM表面的細小氣孔缺陷，因此材料的選擇（使用特製的粉末，通常是氣霧化粉或是水氣聯合霧化粉末，d50<10um且要有一定數量的細粉占比）和模具的設計（進膠口位置必須減少黑痕），最終體現是在注射成型的多階段參數（注射速度、位置切換與模溫控制）以獲得最少表面黑痕與白痕的生坯。由於此類產品對於外觀要求極嚴格，上述管控成為每一家MIM廠的關鍵。
此外，燒結緻密層除粉末選型外，燒結過程的真空和分壓溫度切換點也非常重要，目的在於燒結後的銀坯有最後的緻密層，研磨拋光須謹慎不要使用大切削量的開粗，所以生坯沒有表面黑痕就可容易開粗整平，以免研磨過深露出MIM的氣孔層，這是第二個關鍵。
MIM+鍍膜+滴膠
圖3是知名的品牌PARDA亦開始接受了MIM工藝，在早期採用蝕刻銘板的工藝由於環保的要求，改用MIM工藝來製作小標牌，製造的工藝流程如圖3中所表示，在鍍膜改變不鏽鋼316L銀白色成為黃金色後，在下凹位置填入特製的滴膠給予流平並固化。這裡的工藝在平面拋光是一個技術挑戰，尺寸重要性之外便是平面度的掌握，所幸三角標牌的面積不大，主要外露的特徵線條也不寬，因此良率也可以維持8成以上。
第二個難點在於滴膠的流平，在MIM下凹的特徵必須足夠的光滑以避免隱藏氣泡，滴膠的顏色會發生變化，氣泡在乾燥的條件下也可能導致表面突起或凹陷，因此除了考驗MIM模具在細節的表現外，如何減少注射生坯的黑白痕也是重要關鍵。
MIM+電鍍傳統的電鍍工藝依然是一個常用的手段，電鍍有廣泛的顏色和加硬表面耐磨層程度，特別是電鍍的成本比起真空鍍膜較低，尤其是特別貴重金屬如白金系列的鉑、銥、釕、銠，這些是以電解液出現的貴重金屬不能如黃金或白銀使用固體靶材，而白金特別在於防鏽是更有效果，因此MIM+電鍍的工藝應用在皮包標牌也是不可取代的方法。
Part V.小结
裝飾性與功能性兼具的MIM零件長久以來都是廣受歡迎的，主要是MIM可以滿足設計師們的平面、銳角、曲面特徵設計要求，這是其他工藝比較難以重複大量實現的，MIM只要把鋼製模具精確的製作出來，便可以輕易達成，長壽命的模具耐用度也使得品牌公司願意支付，這些標牌和扣具等配件可以長期使用，不像智慧型手機壽命短、產能尖峰高。我們也期待MIM能夠發揮更多優質的特色，為更多精美產品打造更多有趣的應用。
