降低製造成本 保護性鍍膜聯盟功不可沒
104/08/19
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江欣怡｜
《科學發展》特約文字編輯
台灣以製造能力傲視全球，而製造業的發展關鍵在於製造的設備、加工的器具及成形的模具等，但由於這些設備或器具在使用時多少會受到磨損，導致使用壽命折損，產品製造成本也因之居高不下，而「鍍膜」技術便是可有效提升這些設備、器具、模具使用壽命的重要關鍵工序。
舉例來說，塑膠製的手機外殼生產時，是將塑膠注入鋼製的模具中使之成形，但製程中，若鋼製模具沾上了塑膠，該模具的使用壽命便會減少，但若有了保護性的鍍膜，這些模具的壽命就能從只使用幾千次大幅增加到數十萬次，明志科技大學材料工程系所成立的「保護性鍍膜製程技術開發與功能檢測產學小聯盟」（簡稱保護性鍍膜產學小聯盟），就是協助廠商發展此等關鍵鍍膜技術，以強化台灣廠商之全球競爭力的幕後推手。
將鍍膜技術導入產業
「保護性鍍膜應用的範圍包羅萬象，適用於設備、材料製造、機械加工、模具加工等不同行業，而相關廠商所製造的產品也極為廣泛，從高端喇叭的外層膜、人工植牙、3C產品到可減低痛感的針頭等等，都需要用到鍍膜。」保護性鍍膜產學小聯盟主持人，也是明志科技大學材料工程系的李志偉教授說。
保護性鍍膜產學小聯盟目前可提供的功能性鍍膜分為四大領域；包括保護性鍍膜、抗沾黏鍍膜、生醫應用鍍膜及其他類鍍膜等。其中，保護性鍍膜包括硬質薄膜、抗高溫薄膜、抗腐蝕薄膜等，而抗沾黏薄膜則包括抗塑膠射出沾黏薄膜、抗金屬融湯沾黏薄膜、耐矽橡膠沾黏薄膜等等，而生醫應用鍍膜則有牙科手術器械鍍膜、牙科植體表面鍍膜、植入物表面鍍膜、抗菌薄膜等。至於彩色薄膜、喇叭共振薄膜、透明導電薄膜、抗電磁波干擾薄膜、電致發光薄膜等則被歸為其他類鍍膜。
由於鍍膜這道工序是許多製程都需使用到的，因此，保護性鍍膜產學小聯盟乃整合了國內傳統產業、鍍膜生產商、鍍膜設備供應商、鍍膜技術監控廠商及鍍膜設備製造商，期望透過此聯盟的運作，提升傳統產業的材料檢測分析技術與應用於刀工具、模具保護性鍍膜的製程開發技術，進而提高產業附加價值與利潤。
「太多產業都需要鍍膜，因此，加入我們聯盟的成員規模不一，有中小企業也有上市櫃公司，但共同的特色是，由於鍍膜對他們來說不見得是強項，所以，我們將技術商業化並導入業界，定位這個小聯盟為廠商外包的鍍膜部門，並以解決廠商的問題為我們成立的目標。」李教授說。
在鍍膜領域引領風騷
同時身為明志科技大學薄膜科技與應用中心產學服務組組長的李教授，多年來持續進行各項產學計畫，也與業界保持著緊密的關係。去年二月，李教授與明志科技大學材料工程系張麗君副教授及實驗室碩博士學生十多人，運用明志科技大學現有價值逾億元台幣的設備與資源，成立了保護性鍍膜產學小聯盟。成立之初，原預期會參加聯盟的廠商只有7家，但後來實際參與的會員卻增加了1倍，多達15家，「生意興隆」的結果讓聯盟團隊成員忙得不可開交。
自從保護性鍍膜產學小聯盟成立以來，李教授與團隊已協助許多廠商增進其產品的功能，像是麥司克股份有限公司的高音喇叭振膜在被輔導後，其產品品質已可媲美國外進口喇叭的音色，而一詮精密股份有限公司在使用塑膠射出抗沾黏鍍膜技術及改善製程後，其所投入的成本不到幾個月就已回本。另外，保護性鍍膜產學小聯盟也與明志科大薄膜中心廖淑娟研究員、台大牙醫學院林俊彬教授等共同合作，協助光弘生醫科技股份有限公司進行牙科材料表面鍍膜技術，並且連續兩年協助國碩科技公司獲得科技部開發型產學計畫，執行奈米鑽石薄膜的開發案。小聯盟的績效可說是甚為優良。
「我們除了提供技術之外，還協助改善廠商的生產流程，甚至有廠商接受技轉後，還要求我們能否協助生產，但因為我們沒有生產設備，也沒足夠的時間人力，我們當然只能對他說抱歉了！」李教授無奈地說。
保護性鍍膜產學小聯盟能在台灣鍍膜領域表現突出，並成為業界技術的顧問與提供者，明志科技大學薄膜科技與應用中心扮演著關鍵的角色。「明志科技大學材料工程系在鍍膜技術方面一直都有堅強的實力，系上八成的老師都在進行鍍膜相關研究，而鍍膜領域更是明志科技大學近年極力推動的方向。」李教授解釋。
明志科技大學會將資源集中在鍍膜領域的主因，其實應歸功於台塑集團在背後的全力支持。集團考慮到他們長久以來只發展塑膠、電子、石化等產業，唯獨未曾著墨於鍍膜領域，故2010年，該校環資學院謝章興院長遂向劉祖華校長提出申請，並得到董事會與董事長楊定一博士的大力支持，以數千萬經費成立了薄膜科技與應用中心，而這正是保護性鍍膜產學小聯盟能進行薄膜材料製程開發，並領先其他單位的主因。
創造新材料引領台灣產業
李教授的實驗室目前以研發新材料為主，吸引了不少廠商主動上門，「現在許多手機都採用藍寶石面板，但成本一片高達五、六百元，然而我們擁有一種可以在玻璃上鍍膜的技術，其硬度和藍寶石一樣，透明度則和玻璃接近，最重要的是成本只有藍寶石面板的五分之一不到，此一特殊技術吸引了不少大陸的手機廠商前來詢問。」李教授舉例說。
此外，李教授也與台灣科技大學朱瑾教授、中央大學機械系鄭憲清教授合作共同開發了一種金屬玻璃薄膜技術，可運用在手術器械上，如果將該薄膜鍍在針頭上，可讓注射時不會出現沾黏情況，並達到不痛的效果，如若是應用在根管治療器具上，則可讓器具使用壽命增加1.5倍，凡此都預見了未來龐大的商機。
「讀材料的人有個優勢，就是能夠創造新材料。」李教授不無驕傲地說，而創造出的新材料要符合兩個特色，一是要能提升功能，二是材料的種類要與過去的材料不同。目前手上已有六、七個發明專利正在申請的李教授，在發明的過程中當然曾遭遇許多挫折，「新材料發明過程中會因為製程條件錯誤使得新材料的功能不如預期，但我常鼓勵學生不要太過沮喪，因為要做出成功的產品絕對不是一件容易的事，唯一可做的，就是不斷的實驗，找出錯誤並訂正之，才能得到真正的成功。」他說。
目前國際間保護性鍍膜技術最好的國家都在歐洲，日本雖然還不錯但卻發展有限，而台灣的技術在亞洲雖稱得上是前幾名，卻仍有極大的成長空間。再加上目前全球鍍膜領域都正聚焦於一個新技術--高功率脈衝磁控濺鍍系統（HIPIMS），這個獨特的鍍膜技術被視為是一個魔術設備，過去要把材料加熱或進行特殊複雜處理才能有一定的功效，但HIPIMS卻可以簡化這個過程，因此李教授及其團隊也將開發HIPIMS當作是下一階段努力的目標，更希望能有國內廠商願意共同合作。
李教授說：「台灣廠商的鍍膜技術其實還不夠創新也不夠完備，而這正是我們保護性鍍膜產學小聯盟未來的發展空間，藉由自己開發技術並產業化，減低對國外技術的依賴，並響應科技部『設備國造』的目標，完成提升台灣工業發展的使命！」
註：李志偉教授研究團隊獲科技部103年度「產學技術聯盟合作計畫」補助(聯盟名稱：保護性鍍膜製程技術開發與功能檢測，執行期間：103/02/01~104/01/31）。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。
