【李家同】為台灣加油打氣專欄(182)複合材料

張貼者:2019年6月25日 下午6:30台灣精密工程學會

    所謂複合材料,乃是在某一種材料中加入填充物,使它有特別的性能。比方說,如果在尼龍中加入玻璃纖維,可以使尼龍變得比較剛硬及提高耐熱性,如果再加入一種阻燃劑,就使得最後的材料可以防火。有一種複合材料是可以生物分解的,埋在土裡會被細菌分解。當然我們也需要耐高電壓的複合材料

    因此,複合材料的公司要有替客戶客製化的能力。它不能只出產某一種材料,等人家來買而是要看客戶的需求來設計材料的組成以及製作這種材料的製程。 

    假設有客戶要求一種特別的複合材料,且他必須同時符合多項特性,例如:抗衝擊力,而又要有高抗拉力及具有防火性,其開發難度就相對比較高。在台灣一家公司根據他們二十幾年來的經驗,及將過去研發、生產累積的資料庫針對重要的特性對材料進行分級分類,建立了非常完整的電腦資料庫。有了這種電腦資料庫,我們的公司可以很快地找到該用的材料來滿足客戶的要求。這種資料庫當然是要保密的。

 

    再談複合材料的製程,請看圖一。


圖一

 

    圖一有很多奇形怪狀的螺絲,這不是普通的螺絲,應該叫做螺塊。將這些不同的螺塊放在一根螺桿上,這個螺桿就會像圖二所示。


圖二

 

    螺桿很長的,通常有一米多長,上面放滿了各種不同的螺塊,螺塊的種類很多,因此不同組合的螺塊裝在一根螺桿上,就會造成不同的製程。請看圖三。


圖三

 

    很多種的材料分別被餵入料缸,料缸中有一組螺桿,螺桿是可以旋轉的,也就是說,材料在進入料缸以後,在不同的階段會碰到不同的螺塊,有的螺塊是會打碎某一種材料的,也有的螺塊並不打碎材料,可是會將材料予以分散。螺塊的種類相當之多,因此這些材料也就一直受到各種的作用。我們的工程師知道對某一種複合材料的螺塊排列應該是如何的,螺塊排列就決定了這種複合材料的製程。也就是說,每一個複合材料都有它特別的製程。

    因為這家公司已經有很長的歷史,所以他們的經驗使得他們可以設計材料的組成,也可以設計材料的製程。我們可以說,他們是擁有自己關鍵性技術的。

    這家公司的另一特點乃是在於他們在製作的過程中,可以檢測很多與製程有關的參數。比方說,進料量是否太快或者太慢,也注意料缸內外的溫度。這些檢測器全部都連上了網路,使得製程工程師可以監控製程。

這家公司在全世界擁有1700多家客戶,因為有這麼多的客戶,他們不太怕景氣的問題,更不怕所謂大戶抽單的問題。

希望大家知道,我們不能忽視材料科學的重要性,任何一個設備都與材料有關的,材料要能夠抗熱或抗壓力,也可能要抗高電壓。有的零組件非常之小,極不起眼,但是極有可能這個零組件卻是關鍵性的零組件。希望我們的政府和學術界重視材料科學。美國的杜邦公司和德國的BASF公司都是在材料科學上非常領先的,我們的複合材料公司也在世界上佔有一席之地。大家應該感到高興的,也應該感謝那些辛勤工作的工程師。

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