許世明、劉育翔 / 工研院材化所
工研院協助整合國內製造廠商的技術人員，建立複合基鈑輕量化之外型設計及應力分析能力，開發低成本、高性能複合基鈑之相關製程技術，並通過一系列繁複的測試驗證。藉由完整複合基鈑產品模組的開發與實現化，進而拓展業務以及銜接國內軌道發展需求；再者，結合在地優質製造廠商，組成軌道基鈑聯盟，立足台灣，將產品行銷全世界，創造國內外基鈑市場需求商機。
【內文精選】
捷運基鈑之設計開發
工研院協助國內製造廠商的技術人員，建立複合基鈑輕量化之外型設計及應力分析能力。複合基鈑為鑄件與橡膠之組成結構，建立金屬(鑄鐵)與高分子材料(橡膠)複合結構的力學模擬基礎，分析金屬之應力分布並作改善，如：應力集中、循環應力、疲勞破壞(S-N曲線)、延性鑄鐵(球墨鑄鐵)之延展性與彈性等。同時，開發低成本高性能之新型基鈑設計及其相關製程技術，上下基鈑鑄件與橡膠必須緊密黏著且達到鑄件成本最佳化。
1. 基鈑鐵件造模技術
基鈑鐵件造模技術乃是採用連續自動造模技術，如圖三所示，其需求為：①具備快速成型的特性，且不影響鑄件的度要求；②薄型化位置的材料強度如何確保，是本計畫在鑄造成型技術必須克服的重點；③如何準確控制成品尺寸，減少多餘鑄體加工，關係著製造成本高低以及產品競爭力。
圖三、先進造模機及其作動原理示意圖入料
2. 基鈑橡膠膠合成型技術
依照複合基鈑設計模擬結果，研討如何調整內部膠料分布與注膠組裝製程進行射出成型，以及基鈑中間填注橡膠並調整橡膠體積分布，克服在有限空間狀況下橡膠受壓縮及流動問題，達到基鈑整體受壓負荷之勁度值(即K值)的要求。如圖四所示，複合基鈑內部鑄件與橡膠間黏合品質，決定產品負荷承受程度並影響後續疲勞測試及相關力學檢測結果，其核心技術為金屬與橡膠黏合製程(如：接著劑均勻噴塗、加熱溫控、注膠模具等)，皆會影響複合基鈑品質。
圖四、複合基鈑膠合成型及受壓負荷勁度測試之示意圖
3. 靜態模擬分析方法
複合基鈑產品整體設計以及機械性質模擬分析之具體做法，例如：金屬材料的力學性質(線性剛性)與高分子材料的力學性質(黏彈性)參數，選用對應力應變及變形量的影響、吸震能力的影響、鎖固力(防鬆脫)的影響---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》462期，更多資料請見下方附檔。