日常生活中我們常會碰到許多金屬材質的物品，如不鏽鋼餐具、手機金屬外殼、水龍頭與鐵釘等等，這些質輕、耐用的產品，都是用金屬打造出來的。高雄第一科技大學的林栢村教授，把工廠裡這種常見的「金屬沖壓」技術，積極發展到一個領先全世界的境地，並結合同好，成立了「金屬成形技術產學聯盟」，期望能把諸多先進的技術與想法，分享給國內相關的廠商，以利產業再升級。

悠久的技術 生活化的材料

考古學家認為「金屬材質」物品的出現，可說是人類脫離石器時代的一個里程碑；隨著「金屬材質」箭頭及各式金屬器具的陸續出土，顯示人類擁有冶金、鍛造、鑄造等，將「金屬」塑形、接合與加工的能力，並製造出有用的各種器具，已有一段不算短的時間。然而，由於生產不易，使得「產能」甚低，考古資料顯示，相對於其他材質，「金屬材質」的物品總是稀少許多。

「工業革命」之後，「資本主義」快速崛起，「工廠」形態的製造模式成為生產主流；而產線亦緊密結合有各式先進的科技，使我們得以更快速、更大量地製造出各種商品，其中尤以「模具」與「金屬成形」技術的應用，讓「金屬製」的產品，不再那麼稀有。「金屬材質」的東西在現代生活中已隨處可見，應是除「塑膠」商品之外，人們最習於使用的材質了。

精微沖壓成形 技術世界第一

「模具」堪稱是現代工業之母，若再配合「沖壓技術」，便能讓片狀的金屬原材瞬間就塑形成吾人預期的形狀；這種生產方式，能應付大部分尺寸「較不精細」的產品，但對於比較精微的產品，則因受限於「精密度」，與「金屬強度」的問題，若要做到量產，則需有極高的技術水準。

國立高雄第一科技大學的林栢村教授長期研究金屬「沖壓成形」的技術，在幾年前，他發現只要將精微沖壓沖頭的外觀略施巧妙的變化，便可透過應力的分散，而突破精微沖壓技術的限制，讓精微金屬的成形特性，得以大幅躍進；這項首創微凸脊沖頭（Microridge punch）的「精微沖壓成形」技術，至今仍然獨步全世界。

有此成就林教授並不藏私，反而成立「金屬成形技術產學聯盟」，積極推廣相關的技術，甚至，還邀請楊玉森教授、楊俊彬教授、及吳宗亮教授，一起加入聯盟團隊，擴大聯盟的服務深度，期望能在培育國內人才、推廣專業技術、及國家發展「工業4.0」 的目標上，盡一份心力。

全方位的團隊 全方位的支援

「金屬成形技術產學聯盟」是一個特別的團隊，其特點有二：一是，核心成員都曾服務於「工研院」或「金屬工業研發中心」，了解業界的運作形態與需求，因此在與廠商的溝通上，能夠暢行無阻，減少雙方磨合的時間；而出身「業界」，再轉投「學界」的經歷，讓團隊成員在技術研發上，大都帶有應用性，充分展現橋接「學術」與「應用」的特色。

特色之二是，核心成員，各自擅長「數位化模具開發」、「沖鍛成形」、「材料技術」與「自動化生產」，等領域，故在產品開發上，能提供廠商「Total Solution」：亦即，如果業界有目標金屬產品的量產需求，聯盟將可提供自最上游的模具設計與分析，結合各式先進的沖壓、鍛造技術，與材料選用的建議與處理，到最下游的自動化產線技術規劃，提供廠商一整條「從無到有」完整支援的生產線。

這種合作改善了以往的產學合作模式，廠商大都只能獲得某一項技術的移轉，僅解決了某單一的問題，但對於衍生、或後續的其他問題，則仍是束手無策。如今「金屬成形技術產學聯盟」提供的「一條龍式」的合作，應有機會幫助廠商真正解決問題，同時也提供了產業升級的機會。

「智能化」工業4.0的未來

「工業4.0」是2011年前後，由德國提出的一個生產概念，它統合了現下所有工業的相關技術，建立一個俱有適應能力、高資源效率的智能型工廠。「4.0」的意思，是暗指對第四次工業革命的深切期待。

林栢村教授曾前往德國取經，對「工業4.0」有其獨特的見解。首先，大部份人對於「工業4.0」的概念，容易用「智慧化」的工廠來詮釋，但林教授認為，應該用「智能化」工廠才比較貼切。這中間的差異是「intelligent」（智慧）與「smart」（智能），這也許是肇因於翻譯的盲點，但德國當初提出此概念時其意確是除了「智慧」之外，還要有「能力」去處理。

要發展「智能化」的生產，「數位化」是必要的先決條件，因為唯有數位化整個生產流程的資訊，才能及時聯接與掌握，並快速進行分析與應對。依照林教授的觀察，目前德國工業發展的特色是「快速整合」，亦即「效率」與「自動化」；而我國在「工業4.0」方向上，則是可以結合先進資訊產業的優點，進一步深耕「優化」與「預測」，如此應有機會發展出具有自我特色的方向。

以「金屬成形技術產學聯盟」的做法為例，在「數位化」開發產品的流程中，會先利用「光學量測技術」，建立目標產品的三維「數位模型」；接下來的「模具開發」便以該「數位模型」為基準，利用各種電腦輔助工具及數位化設備，同步進行模具開發的「分析」、「設計」、「製造」與「評估」；例如：實體模型（mock up）製作、產品成形「輔助面」設計、產品成形性分析、模具結構設計、模具零件加工、模具組裝、產品試製與產品精度驗證等相關流程。

以「數位化」方式開發產品，不但可以讓產品開發時程縮短、降低成本並提高品質，「數位化」所記錄的產品開發歷程，也可應用在員工教育訓練、相似產品開發、售後問題追查與對策等。

林教授表示，配合「智能化」生產，聯盟已完成「智能沖壓示範生產線」的建構。該生產線整合了四項先進技術，包含：電腦「自行」且「快速」完成沖壓模具設計的「結構零件設計」、「標準零件選用」、「零件出圖」與「零件表製作」等作業；即時檢測生產線上使用之沖壓材料及其處理是否正確，以減少沖壓品質變異；同步比對金屬成形分析負荷與實際成形負荷，以驗證沖壓產品品質；預測沖頭是否瀕臨損壞，便於及時更換沖頭，以避免不良品產生。

這個示範生產線展現了沖壓製造未來的方向，其最大的優點是及時「驗證」與「預測」，目前不但在包含德國在內的諸多先進國家所未見，比起過往在生產線上只倚靠「經驗」與「嘗試」的傳統做法，更是不可同日而語。

做到「世界第一」的條件

林栢村教授在「沖壓模具結構自動設計系統」、「精微沖壓成形」與「沖頭刀刃失效預測」等領域曾研發出獨步全世界的技術，對於如何才能做到世界第一，他表示只要「立志」就有機會；因為，唯有矢志做到「世界第一」，才會全心全意地投入，而無論是科學研究、研發技術或是任何領域，「全心投入」都是成功的不二法門。

然而，除了立定「大志」之外，林教授同時也點出另一個關鍵：短視的「淺碟文化」將是發展的最大障礙；如果成天只想立即獲得成效，那便不可能花心思，去厚實「根基」，而沒有堅實的基礎，哪有可能領取世界頂尖的桂冠？台灣在很多領域都有一些領先世界的技術與人才，也有機會能與歐美各先進國家一較長短；但在心態與觀念上如果不能夠看遠一點，想深一點，將會坐失良機，那就非常可惜了。

註：林栢村教授研究團隊獲科技部106年度「產學技術聯盟合作計畫」補助(計畫名稱：金屬成形技術產學聯盟，執行期間：2017/02/01~2018/01/31）。科技部推動「產學技術聯盟合作計畫」之目的，係為促使大專校院及學術研究機構有效運用研發能量，以其已建立之核心技術與相關之上中下游業界建構技術合作聯盟，以協助產業界提昇競爭能力及產品價值。