表面處理

引擎零組件在外部複雜環境下工作，承受多種腐蝕介質的作用，再加上自身性能的欠缺，常導致零件表面在壽命期內失效。表面工程技術是透過適當工法，賦予表面不同於基體材料的性能以滿足某種特定的功能需求，與提高材料自身性能的技術途徑相比，具有難度小、快捷、成本低、可修復等特點。零組件花費在表面處理措施的成本，一般僅佔產品價格的5～10%，卻能大幅提高產品的性能、延長其使用壽命，平均效益高達5～20倍。因此，表面處理技術是解決零組件失效最經濟、最行之有效的手段。因此，本文將解析現階段應用在引擎零組件的主要技術發展趨勢，作為廠商進行產品研發佈局之參考

扣件被大量使用於各種不同領域，如汽車、建築或電子業等等，而汽車工業是所有產業之中，扣件消耗量最大的產業，每年全球生產的約2,000億個扣件中便有260億個使用於汽車工業，因此汽車應用市場對扣件產業的重要性不言而喻。就國內的表面處理業來說，汽車除了是大宗的應用市場外，更是高值化的重點領域之一。因此，隨時關注汽車扣件表面處理技術的演進趨勢對產業發展不啻為一重要課題。

2020年我國金屬表面處理業產值達新台幣967億元，相較前一年衰退7%。在鍍塗面鋼品方面，內銷市場平穩。國外市場上半年受到疫情影響，市場呈現觀望，下半年接單暢旺;在金屬製品表面處理方面，兩大主力市場受新冠疫情衝擊不大，金屬製品表面處理全年產值僅小幅衰退。展望2021年，鍍塗面鋼材需求持續上揚，汽車及電子零組件需求大增，預估將成長約11%左右。

在航空工業中，飛機製造公司紛紛採用比強度及比剛度更高的新型鋁合金。為提高鋁合金的抗蝕性能，工業中通常採用陽極氧化處理技術。隨著綠色環保意識高漲，如何在保證使用性能的前提下減少陽極氧化過程對環境的影響成為亟待解決的挑戰課題。鉻酸陽極氧化工法由於六價鉻對環境污染嚴重而被禁用，硫酸陽極氧化膜的耐蝕性能欠佳，在硫酸中加入硼酸或酒石酸等混合酸系統，可顯著減少導致腐蝕破壞及疲勞破壞的缺陷，具有整體性能好、綠色環保等優點，應用前景廣闊。

目前建築鋁材的表面技術不外乎三種：(1)陽極氧化-1950年代已應用在鋁合金門窗，至今仍是鋁門窗方面常用的表面處理措施；(2)陽極氧化後電泳丙烯酸樹脂，日本在1960年代已商品化，歐洲到1970年代開始使用，目前還主要在亞洲地區應用。該技術當前已由透明光亮膜發展到無光透明膜與彩色膜，品種更趨多樣化，工業控制及產品品質都比較穩定；(3)化學轉化處理後靜電噴塗包括靜電粉末噴塗及靜電液相噴塗，靜電液相噴塗氟碳樹脂在1960年代，美國已實現商品化。而靜電粉末噴塗熱固性聚酯塗層，1960年代末在歐洲已實現商品化，當今仍是歐洲各國佔優勢的表面處理手段。

雨量不足，水庫蓄水量與歷年平均值比較明顯偏少，全台面臨缺水危機。104年4月8日開始，台灣進入第三階段限水，新北(板新、林口)、桃園、苗栗等地區，實施供水5天停水2天措施。

近年來像複合材及塑膠等非金屬在一定數量的產品上已取代經表面處理的金屬。複合材料是典型地非金屬且包含無論是玻璃(相對低成本強化)、碳(提供剛性)、KevlarR (提供抗衝擊力)，或其他材料被包封在數百種樹脂系統中任一個被硬化的(或被固化)的基體內而形成的纖維強化。當與更傳統的金屬成份比較時，這些材料具有相對高強度-重量比的特點。商業及軍事上航太工業在近幾年引領先進複合材料的發展，以達成生產質輕高強度結構元件的目標。

表面處理產業除具備技術、資本密集且附加價值高之特質，更是提昇各類終端應用產品附加價值的一項重要共通性技術產業，故素來有「產品美容師」之美稱。有鑑於表面處理是支持製造業蓬勃發展最重要的基礎工業之一，本文將針對表面處理產業最新的產業發展動向進行解析。

2021年我國金屬表面處理業產值達新台幣1,584億元，相較前一年巨幅成長64%。在鍍塗面鋼品方面，2021全年在歐美市場需求強勁、國際原物料行情維持高檔、中國大陸環保限產，及俄羅斯對出口鋼材加稅等議題連番帶動下，以外銷為主力的鍍面鋼廠營收均大幅成長;在金屬製品表面處理方面，汽車零組件相關表面處理業已擺脫2020年陰霾，轉而向上攀升，且電子零組件相關表面處理業需求更是大量湧現。展望未來，隨各國疫苗接種普及率提升、基礎建設積極推動，以及數位創新科技應用持續推展，全球景氣續呈正向成長，可望維繫整體表面處理業成長動能，預期產值將較2021年成長約28%左右。

從傳統工業到最先端的科技領域，表面處理技術一直扮演非常重要之角色，只有透過表面處理，製品的特性及價值才能充份發揮出來。在面臨訂單及獲利的雙重壓力下，國內業者正積極尋思導入數位轉型。以長期倚重的電鍍廠為例，由於電鍍浴成分的精確量測分析需要多樣的分析設備，且在專業電鍍代工廠內通常無法完全實現。為解決此一痛點，利用新興的數位化工具，為電鍍製程鏈所量身打造的網宇實體生產系統，即可自主監控電鍍製程鏈的鍍浴，同時展現出新穎的高製程透明度。