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制振奈米複合碳材應用 串接產業鏈創新商機
[SmartAuto 陳復霞 報導]   2018年10月05日 星期五 瀏覽人次: [905]

節能減碳已經成為現今的世界潮流,各種產業也相繼研發節能設備或低碳產品解決方案,相對的,生產廠商在製程方面也將面臨愈來愈嚴格的減碳減排放的要求及壓力,台灣產業如何因應循環經濟浪潮快速興起,綠色材料成為重要角色。

工研院輕量化高制振碳纖機械手臂能提升精密加工速度,振動衰減時間大幅縮減50%,且剛性不受影響。(攝影 / 陳復霞)
工研院輕量化高制振碳纖機械手臂能提升精密加工速度,振動衰減時間大幅縮減50%,且剛性不受影響。(攝影 / 陳復霞)

工研院於10/5舉辦「低碳循環高功能新材料」論壇,以低碳高功能材料及生質循環材料為主題,探討台灣產業發展的契機,並展示發表多款低碳循環高功能應用產品,包括輕量化高制震碳纖機械手臂、電池安全保護材、生質包裝材料、生質高防水塗料等技術。

以環境友善為訴求的綠經濟為全球趨勢,美國、歐盟均以法規催生綠色材料需求。各國的綠色規範勢也日漸趨於更加嚴謹。工研院材化所副所長陳哲陽表示,現今材料業的產值超過6兆元,僅次於電子業,因此,在經濟部技術處科技專案支持下,工研院聚焦在低碳及生質材料研發,開發出輕量化高制震碳纖機械手臂、電池安全保護材、生質包裝材料、生質高防水塗料等均是低碳環保高功能、高品質、高價值的環境友善材料,希望可以儘快協助產業躋身綠色供應鏈,快速接軌全球綠經濟。

輕量化高制振碳纖機械手臂可提升精密加工速度

機器手臂在高速進行精密金屬加工時,需進行振動衰減以提高加工精密度。工研院材化所功能設計與複材研究組前瞻複合材料研究室研究員劉時州表示,制振碳纖複材技術為兼具高阻尼與高剛性並存的複合材料,運用多層奈米碳管間的滑動抵消外部施力,大幅降低在機械手臂結構體運作時產生的震動可快速減振,更因支臂重量遠小於鋁合金,可大幅降低能耗達50%以上,適合於精密加工、切削等作業,讓國產化機器手臂具備高節能和高精準度,產業應用範圍包括3C製造業、水五金業和金屬加工業,未來將整合技術串聯上中下游形成國產化產業鏈,提升整體競爭力。

劉時州表示,輕量化高制振碳纖機械手臂能提升精密加工速度,振動衰減時間大幅縮減50%,並具有高精度、高剛性的特色。現場展示的機型採用台灣零件90%以上,達奈美克公司蘇良軒表示,在系統整合方面,通訊架構已從序列式轉為脈衝式,可大量簡化機器人電裝佈線及節省後續的維護成本。

防延燒護材提高電動車安全不驚慌

電動車已經逐漸成為機車族的購車選項之一,現今油價高漲,電動車代步不僅省荷包也為減碳盡一份心力,但車用電池的安全性是不可忽略的課題,國外已有電動車發生爆炸的意外事件,安全的電池模組成為必要考量。

電池模組包括電芯本體,還有機構、電池管理的設計,除了尺寸排列及成本,當單顆電芯出現異常爆炸時產生的延燒效應更不容忽視。工研院材化所光電有機材料及應用研究組研究主任陳世明表示,材化所開發的車用電池模組防延燒護材兼具高導熱、高強度、耐撞擊與防燃、防延燒等特性,避免高溫、高熱導致的火花噴發及連鎖效應,可有效抑制電芯異常時的延燒效應,斷絕熱失效,大幅提高車用電池組的安全性。

循環經濟加速低碳轉型

循環經濟打破過往線性經濟的發展模式,避免各階段所產生的廢棄物質所形成許多的環境問題,重新架構模式,讓過往廢棄物質可以重新循環、回收,並充分利用。

台塑企業總管理處安衛環中心環保技術處處長張承呂以台塑麥寮園區為例,說明化工製程的能源與資源整合優化效益。以節水與水資源循環方面,工業用水區分成冷卻和製程不同性質的用水,例如高階設備與洗滌的用水不同,而且雨水儲留利用,麥寮園區每滴水平均使用7.3次,推動節水措施自1999年至2017年已完成1484件節水案,合計每日節水26.33頓,換算年節水9611萬噸,相當於節省18.6座寶山水庫,投資金額為78.13億元。

台塑麥寮園區的主要節能及能源循環的作法,包括冷卻水系統、冷凍空調系統改善,高、低階能源回收,蒸汽管路、設備保溫,轉動設備,空壓機改善,電力系統、照明系統改善,製程設備改善等。

張承呂表示,推動循環經濟有三大要訣:1.主導者要有堅定的決心;2.研發取得先進技術;3.建立良善的管理制度。循環經濟推動可加速低碳轉型,以綠色化學的策略進行管理,改善及加強效能,發展綠色解決方案,如碳纖複合材料、鋰鐵電池、銅箔基板等,將可協助其他產業及產業鏈減少溫室氣體排放,並且創造新商機。

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