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高強度抗震鋁基複合材料
功能說明
金屬基複合材料 - 材料機械性能
- 複合材料集結不同材料優點結合而成
- 金屬基複材 (MMC) 分為基材 (Matrix) 與強化相 (Reinforcement)
- 目的在於提昇金屬基材的降伏、拉伸強度、彈性模數、潛變性質
金屬複合材料 - 強化相分佈
- 性質受到強化相的 (i) 密集度、(ii) 大小、(iii) 形狀、(vi) 分布、(v) 方向影響
- 能自由控制 (i)-(v)，即可客製化材料性質
鋁基複合材料ALC - 材料特性
鋁合金基材
- 低密度 (鎂 1.8、鋁 2.7、鈦 4.5 g/cm3)
- 高延展性 (鎂 2-4%、鋁 15-20%、鈦 10-15%)
- 高模數 (鎂 25、鋁 26.6、鈦 23 GPa/density)
強化相
- 強化相的分佈以及量可以自由控制
- 表面仍可為鋁基材以利後續表面處理 (i.e. 陽極、氮化…)
鋁基複合材料ALC - 材料自由度
- 以往強度/延展性、加工性通常只能取其一，因此鍛造/擠型只能用軟性材料
- METALIGHTEST鋁基複合材料可客製化分布，該強的區域強 (放強化相)，該延展性高的區域高 (不放強化相)
- 專攻追求輕量化、高性能應用領域 (自動化設備、AOI設備、汽機車)
ALC鋁基複合材料性質 - 有限元素分析輔助
- 增加強化相比例可同時增加強度與模數，傳統鋁合金僅能增加強度無法增強模數
- 實際強度與模數與有限元素分析模擬結果一致
- 若想進一步提升強度可更換不同鋁合金基材 ex.使用非熱處理型 5083-H32鋁合金
- 利用模擬設計客製化材料性質
ALC制震能力 - 增加自動化設備穩定性
- ALC 受到震動比一般鋁合金更快速趨於穩定，源自於精準控制強化相分佈
- 設計強化相分佈則可將特定頻率震波進行導向，進而消除或利用
- MMC 是同時提升抗震及強度的唯一可能
競品性質比較
- 競品在物性上無可調性，加工及大小有限制(ex. Dispal S225 Φ=30mm)
- Metalightest ALC可針對客戶的需求及加工條件調整最佳物性
應用領域
自動化/AOI設備 - 高模數提升設備效能
- 自動化/AOI設備追求縮短cycle time及負載更多荷重/鏡頭
- 增加速度及荷重時，將可能喪失路徑精度(以揮桿為例)
- 以揮桿來說明模數與強度區別(揮完桿身不彎靠材料強度、揮桿時桿身不彎靠材料模數)
自動化/AOI設備 - ALC降低設備共振問題
- 在純材料上，剛性與共振是反比關係。為了降低共振得在節點上減肉犧牲剛性
- 要同時兼顧剛性與共振只有金屬基複合材料，可改善振幅其頻率
- 能更進一步最佳化剛性與共振僅有ALC (可控制強化分布與程度)
結論
- 目前業界在材料使用上還停留在均質(即整塊材料同性質)上，造成使用強度強的材料必須犧牲延展性及加工性。
- Metalightest客製化鋁基複合材料，除了超越目前市面上鋁合金複合材強度外，更能使鋁基複合材具有量產性。
- 獨特之處在於能依據產品設計、加工方式、後處理來自由控制強化區域，除提升強度外更能提升抗震能力，達到客製化的性質。
- 應用領域包含但不限於自動化/AOI設備、汽機車產業。
- 追求輕量化、高強度且使用鍛造/擠型工法之應用產業皆適用。
