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生产力局金属万能「合」夺金 累积叠轧技术 突破传统工艺 制作崭新高强度轻量化合金材料无难度

科技日新月异,市场对产品的需求趋向高端及多样化,例如电动车的车身既要轻巧,亦要保持高硬度,为驾驶者提供坚固保护。工业4.0时代,要升级智能及先进制造,提升核心零部件的功能和效能就是企业提升竞争力及在市场脱颖而出的关键。

香港生产力促进局(生产力局)致力透过创新与先进技术,推动香港工商业升级转型,以创新研发推动企业迈向高增值发展。「多种金属板材累积叠轧技术」突破传统工艺,能制造出性能更佳的复合金属板材,并同时具备高强度、轻量化及抗腐蚀的优点,此研发更于今年「2022年日内瓦国际发明展」荣获金奖。

新技术可制作高增值金属新材料,适合制造汽车,如电动车及航空航天的零部件等高科技产品,而且成本较低,有助香港企业进行更多创新研发,开拓高端制造及优质品市场的板块。

佔地少且效能高 解决传统技术痛点

传统技术制造的复合金属板,未能满足市场对零部件需要拥有高强度、良好防蚀性及导热性等日益增长的要求。此外,传统生产佔地较多,而且涉及更多人力资源;而工人的加工技巧,亦会影响金属板材的耐用程度。

以电动车为例,对车身的合金属材料要求十分高。配合业界需要,生产力局与汽车科技研发中心(APAS)合作推动研发透过「多种金属板材累积叠轧技术」的金属万能「合」项目;此研发能同时兼顾轻及坚固的优点,揉合铝的轻巧及高强度钢的坚硬,组成电动车零件「无敌组合」。

生产力局在香港特别行政区政府及APAS的支持及资助下,成功利用「多种金属板材累积叠轧技术」,设计了一部长、阔及高均不超过2米的金属万能「合」轧机,可以将两种或以上的不同金属,尤如「三明治」般以轧机压制,令不同金属片之间紧紧扣连。一部机器能够完成两项金属加工的工序,既可以组合金属材料,亦可以退火,提升工作效率之余,又能节省空间。

研究团队设计出长、阔及高度均少于2米的轧机,适合寸金尺土的香港使用。研究团队设计出长、阔及高度均少于2米的轧机,适合寸金尺土的香港使用。

新技术所制造的新材料,性能亦更佳。经压轧下的金属结构更可靠,同时具备高强度、轻量化、抗腐蚀及导热的优点,使产品更耐用及更具效益。此外,生产合金的成本相对较经济实惠,于大规模生产极具竞争力。

新轧机以电力运作 压轧金属更环保

传统压轧金属技术,制造工序多而且复杂,例如在烧焊及组装过程中,会产生焊接烟尘及有害气体等污染物,对环境有害。「多种金属板材累积叠轧技术」使用的新轧机,仅需利用电力运作,就可以将金属压轧成型,过程中不会产生废气和废水,相对传统焊接工序更为环保。

「多种金属板材累积叠轧技术」压制合金板材的制造过程展示图。「多种金属板材累积叠轧技术」压制合金板材的制造过程展示图。

推动高端制造 应用电动车及航天零部件潜能无限

「香港制造」要提升在高端制造板块的优势,除了在产品外观设计下苦功,更需要迈向高增值方向发展。生产力局的新技术可按照厂商对不同功能的要求,制造出金属复合板材,包括材料成份、厚度比例及特定功能等,均有「独门秘诀」。新材料制作的零部件,可以满足高端科技产品的多方面要求。举例说,镁的电磁屏蔽度,结合钢的高刚度和高强度特性所制作出的新材料,具有承受冲击载荷能力较强、抵抗电磁辐射、散热性能好等特点,可应用于航空航天电子设备,如应用于高端电子设备的外壳;甚至可应用到人造卫星及火箭等领域。

此外,日渐普及的电动车的关键零部件,亦可以由轻量化的铝,结合高强度的钢组成「铝钢板材」制造,使其具备高强度和轻量化的两大优势,大幅节约材料生产成本的同时,提升电动车关键零部件的安全寿命。常用于电动车及储存可再生能源的超大容量电池──锂离子电池,其电极材料亦可以透过新技术,将铝与镍金属进行复合,制造出的新材料具有高强度、低密度、耐高温氧化腐蚀等优良性能,对于稳定锂电池安全工作带来关键功能。

用家只需要在轧机上输入需要的轧制下压量和轧制速度,系统就可以自动开始整个叠轧工作。用家只需要在轧机上输入需要的轧制下压量和轧制速度,系统就可以自动开始整个叠轧工作。

惠及所有金属产品制造商 普罗大众「用得着」

由于新技术能够结合多种金属的特性,令合金板材更稳定、更可靠及更耐用,延长产品寿命,产品功能也可以有更多发展空间和可能性。除了高端科技产品,所有应用到金属的制造商亦能受惠,正如市民日常生活常用的智能手机,制造商能够用质量轻的铝及散热速度快的铜所结合而成的复合板件,制造出愈来愈轻巧,且电子元件愈来愈密集的5G零部件。此外,电器制造商亦能受惠于新技术,例如雪柜及洗衣机等家庭电器,可以採用「铝铜板材」制作散热器,大幅提升制冷效率,降低制冷剂损耗及电能损耗。

经过「累积叠轧」压制,可以制造拥有不同金属特性及优点的客制化复合板材。经过「累积叠轧」压制,可以制造拥有不同金属特性及优点的客制化复合板材。

提供技术及顾问方案 助企业自动化生产高增值产品

生产力局团队拥有人工智能及机械人、传感器、大数据等多种技术应用的丰富知识和实战经验,能为企业提供「一条龙」服务,由制定蓝图、规划及建立智能生产线、以至培训人员等,协助企业在香港实践智能制造。此研发可让金属板材制造商受惠于新技术,在自家厂房配合自动化生产设施,按照订单需要,自主生产大批量或小批量合金板材,以及将板材进一步加工成各种高端、坚固及轻巧的零部件。

生产力局会继续积极为香港工业家创优增值,促进传统工业智能化,发展高端制造,让「香港制造」在国际市场更光更亮。

生产力局为业界提供一站式方案,让厂商採用轧机的数据库,配合自动化生产设施,自主生产不同批量的合金板材,以及加工成各种零部件。生产力局为业界提供一站式方案,让厂商採用轧机的数据库,配合自动化生产设施,自主生产不同批量的合金板材,以及加工成各种零部件。