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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋，年份輸入範例202406

作者:陳智禮、李姿儀、徐尚聿超快雷射加工技術與實驗場域介紹

立陶宛產高功率飛秒雷射源(Femtosecond Laser)，因為穩定性高、速度快，在全球工業應用上具有舉足輕重的地位。在經濟部協助下，工研院攜手立陶宛雷射產業於工研院南分院成立「超快雷射研發創新中心」，引進立國飛秒雷射源、關鍵光學零組件及設備/製程控制技術。在超快雷射源中，飛秒雷射的因脈衝更短（～10-15秒）、峰值能量更高與極低熱影響區之加工特性，在精準醫療模具製程、半導體晶圓製程、5G精微電路及電子元件製程等超精密加工應用的相關產業上具有極大的優勢。本文將介紹以立陶宛飛秒雷射源搭配工研院光學光路設計達成的材料表面選擇性加工製程技術，其主要可應用於模具微深刻技術、雷射誘發週期性微結構生成技術與軟性印刷電路板銅箔雷射成型技術。

作者:王登彥、伍苗展、柯順升、林央正、林東穎、周府隆熱塑碳纖複合材料雷射貼合成型技術

熱塑性碳纖複合材料具備可回收再利用的特性，在全球節能減碳及綠色環保議題推動下，熱塑性碳纖複合材料（Thermoplastic composites）漸漸取代熱固碳纖複合材料而成為產業發展主流。碳纖自動鋪帶為碳纖維複合材料成型術之一，具有生產效率高、自動化與易於數位化設計的優點，可解決手工貼合大尺寸、小曲率零件不穩定、效率低等問題。本文將介紹工研院南分院開發雷射加熱熱塑碳纖複合材料自動貼合成型技術，將雷射光束整形產生均勻能量之加熱源，與可連續貼合碳纖帶之貼合頭應用於碳纖複合材料成型，雷射加熱碳纖複合材料使其軟化，然後經貼合頭連續滾壓進行貼合成型，可避免因裁切碳纖而暫時停止送料而造成對碳纖帶同一區域加熱過久，而造成貼合面加熱不均勻導致碳纖成型後強度降低，此技術提供穩定熱源與連續貼合製程，貼合過程碳纖帶加熱均勻，成型後強度增加，可提供快速生產、節省成本與節能自動化碳纖複合材料成型生產製程。

作者:王登彥、伍苗展、柯順升、林央正、林東穎、周府隆雷射輔助熱塑碳纖複合材料鋪帶成型技術

碳纖複合材料具有質量輕、高強度及高剛性等眾多優點，被廣泛應用於各種產業，如航太、風力發電、汽車、電動車、運動器材。隨著循環經濟議題興起，熱塑碳纖複合材料具有可回收、可多樣化加工成型、重複再利用、減少製程能耗、產製工時快速等優點，促使熱塑性複合材料之市場需求量將逐漸擴大。本文將介紹工研院雷射中心開發熱塑碳纖複合材料自動鋪帶成型設備，使用雷射作為加熱源，開發能量均質鈍化光束系統，建立雷射彈性光熱成型技術應用於碳纖複材之貼合，加熱碳纖帶使其軟化，然後加壓進行貼合成型，可提供彈性且快速生產方式，發展具有高度靈活性的自動化生產製程。

作者:王登彥、柯順升、林央正、林東穎碳纖複材鋪放與雷射加熱貼合成型

碳纖複合材料具有質量輕、高強度及耐腐蝕等眾多優點，被廣泛應用於各種產業如航太、運輸、汽車、運動器材、3C產品、風力發電和土木建築工程等。本研究著重於探討開發雷射碳纖複材貼合成型自動化設備，係將雷射運用於碳纖複材之貼合，藉由雷射瞬間產生之高能量，加熱碳纖帶使其軟化，然後加壓進行貼合成型。雷射碳纖複材貼合成型自動化設備包含自動化捲帶式碳纖維預浸材料傳輸模組、碳纖維滾壓模組、碳纖帶裁切模組，與雷射光斑鈍化加工頭模組構成的雷射加熱模組，可提供彈性且快速生產方式，發展具有高度靈活性的自動化生產製程。

作者:蔡宗穎、黃光瑤、黃國智、沈巧婷、李國頎、陳俊杉建築鋼構高功率雷射深銲模擬技術

因應人口增長以及生產製造業的蓬勃發展，無論是居住房屋或是廠房擴建的需求皆隨之提高，導致鋼構市場逐年成長，使2034年預期規模達1,800億美元。在此市場驅動力的作用下，再加上全球環保意識的抬頭，各國紛紛制定淨零碳排的政策，其中鋼構業更是首當其衝受到關注的產業之一。為此，雷射銲接新工法成為一項克服產能以及降低碳排放量的解決方案。工研院有感雷銲技術的重要性，邀請台大土木系團隊共同投入H型鋼雷射深銲模擬技術研究，在熔池形貌及銲後金屬晶粒成長模擬的準確度可達80%以上，能有效作為雷射銲接參數決策的初步依據。未來將持續深耕技術導入H型鋼雷銲生產線中，並擴充應用於箱柱型鋼構的製程開發上，以期翻轉傳統鋼構產品高耗能的生產方式，推動建材綠色製造與地球永續發展。

作者:李芳怡、莊睿晟、葉安洲機器學習輔助設計雷射積層參數製造超硬合金

此文使用擇區雷射熔融（Selective Laser Melting，SLM）製造WC-Co超硬合金，擇區雷射熔融是一種積層製造（Additive Manufacturing, AM）技術，能克服傳統液相燒結超硬合金過程中，因模具的使用所造成之幾何限制，得以進一步製作複雜度高的組件。然而快速冷卻的製程容易導致裂縫生成等缺陷，使其生產具有挑戰性。本文透過機器學習演算法協助設計SLM參數以減少缺陷，並在緻密度（Densification）、硬度（Hardness）、韌性（Toughness）和表面粗糙度（Surface Roughness）達到更好的綜合表現。本文章主要描述研究過程利用機器學習演算法種類中的隨機森林模型，輔助設計雷射積層參數，所建立之模型可以提供準確的預測能力及通用性，實驗驗證列印超硬合金，可以達到98.59 %的緻密度、1700 HV1的硬度、8.66 MPa√m的破壞韌性和0.1 mm的粗糙度，揭示機器學習為可被利用於優化3D列印參數之實用的工具。

作者:王祥賓透過雷射製程參數調控模具表面粗糙度、硬度與孔隙大小之研究與案例分享

傳統塑膠射出模具遇到結構複雜或深寬比長的模仁時，常會有不飽射、氣泡殘留等問題，但受限於逃氣孔位置過遠或無法使用等問題，因此需要使用透氣模具或滑塊來解決逃氣之問題，提升射出產品的良率。金屬粉末雷射造型複合加工技術所具有的加工柔性，可以在模具的任選位置上構造出具有稀鬆緻密度的多孔質層，孔徑範圍：0.03-0.6 mm，用於排除模內困氣，甚至用作為氣輔成型時的腔內進氣部位[1]-[5]。本案例開發之模具加入創新的SLM多孔隙製程技術，可控的孔隙度、孔洞大小與厚度，可使空氣能順利滲透，降低注射壓力、減少成型和保壓時間。現今多以加入透氣鋼來解決，但目前市售透氣鋼價格昂貴且有相當多的局限性，因此本文利用此技術開發所產生的孔洞性來應用於模具上，使氣體跑入模穴就從周圍的孔洞排出，避免真空現象發生[6]-[9]。

作者:李明蒼、莊嘉揚常壓環境雷射耦合多相反應流體微奈米直析製程技術