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工研院發表34項下世代智慧技術成果

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工業技術研究院 發表於 2014年3月27日

工研院2014年12月17日發表會裝冰淇淋的智慧感測視覺機器手、大尺吋FDM 3D列印機及可自我修復材料等34項技術成果,展現工研院在下世代智慧製造及綠能環保材料的技術能量。此外,工研院與荷蘭最大產業技術研發機構TNO共同宣佈成立「3D列印國際研發平台」,結合工研院及TNO在3D列印的研發能量,協助產業加速導入3D列印行列。

工研院南分院徐紹中執行長表示,南分院運用這幾年在雷射、微機電奠定的基礎,將以3D列印及智慧感測與系統應用兩大技術為主軸,在六甲院區打造雷射光谷試量產工場及育成基地、氫能與燃料電池測試中心外,明年將積極投入智慧感測為載具相關的智慧系統、感測網絡平台,協助產業升級智慧製造並搭上物聯網商機。

結合視覺(Vision)感測及慣性元件的智慧感測視覺機器手機器手裝冰淇淋-加視覺和慣性元件感測更精準工研院發表結合視覺(Vision)感測及慣性元件的智慧感測視覺機器手,一端機器手拿冰淇淋杯,另一端機器手精準按壓冰淇淋,裝完後能追蹤來賓送上免費冰淇淋,吸引廠商排隊嚐鮮。徐紹中表示,這組智慧感測視覺機器手主要是在現有傳統的機械手加上工研院開發的影像辨識及慣性元件多重感測融合伺服模組,影像辨識就像是人類的雙眼,能夠將雙眼所看到的影像畫面,傳送到控制系統中,經過控制程式即時分析;而慣性元件,已普遍用在手機等隨身裝置用來量測空間位置,可更快速運算機器手的運動相對位置。視覺感測融合慣性元件的運動感測可讓3D運動估測精度達正負0.2毫米,取樣頻率從30Hz提升至120Hz,較一般機器人的3D視覺估測精度提昇2倍以上,速度提昇4倍。傳統機器手只要加上工研院這套多重感測融合伺服模組,可使機械手的動作更精準、更協調,不但一機可判斷各種不同形狀的物件,也適用多種自動化產線的裝配加工,不僅大幅降低自動化成本, 也大大提高生產效率。

圖一、結合視覺(Vision)感測及慣性元件的智慧感測視覺機器手

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手機、汽車烤漆刮傷可自我修復
工研院研發出應用於汽車烤漆的自我修復環保樹脂,噴塗於汽車表面最後一道烤漆,塗層經刮擦而產生之淺細紋,透過90度加熱20分鐘可將深度在30-40um(約頭髮三分之一深度)的刮痕恢復到受損前90%的表面光澤;若在大太陽光40度照射下,約一星期可同樣達到上述效果。工研院南分院副執行長曹芳海表示,一些用於傢俱、汽車、手機的聚氨酯漆(PU漆),在製作過程中需加上異氰酸酯,具有毒性亦不環保,工研院首創以二氧化碳與無毒且不含雙酚A的環氧樹脂藉由分子結構設計與交鏈反應合成非異氰酸酯聚胺酯樹脂材料,此種材料在高溫下具有彈性,輕度的刮痕,材料會像橡皮筋一樣彈回表層自我修復,較傳統的PU漆更安全、更耐磨耗,價格上比傳統塗料略貴一成,但可耐數次的淺刮痕,維持產品平整亮麗外觀,除可用於車體或3C產品塗料,相關技術亦可用於3D列印樹脂、車體內裝之絕熱發泡材及防火阻燃材料,已有國內化工廠洽談技轉量產事宜。工研院現場以一台概念車展示修復材料效果,芳海表示,工研院研發綠能環保材料技術如:氫能燃料電池、汽車活塞環、環保型煞車片、奈米鑽石潤滑油添加劑及引擎高溫扣件等技術,均能應用於車子各項元件,讓車子更加環保節能。

大型化FDM 3D列印機印椅子、木模
國內第一台以工業用機械手臂設計的大型化FDM 3D列印機亮相,可列印50*50*30公分的大尺寸工件。該印表機採用熱熔融沉積技術(FDM) 將ABS、HIPS(耐衝擊性聚苯乙烯)、PLA之條狀塑膠材料,經加熱融化通過微細孔徑噴頭層層列印,並結合成型底板溫控技術,可克服目前小型個人化3D印表機僅能列印約20公分立方、特殊工件耗費支撐材及容易翹曲變形的缺點。工研院表示,採用工業用機械手臂可隨手臂大小列印大尺寸工件,因其具六軸運動功能,可解決目前3D列印機以X、Y、Z三軸列印堆疊無法多角度列印的限制,增加列印的彈性,並可節省列印支撐的材料,將來可替代大型木模的開發,以塑模取代木模可節省製作時間約三分之一,節省20%成本。工研院也將朝機械手臂結合雷射切削、加工等3D列印複合機開發。

台荷3D列印國際研發平台邀廠商參與
工研院與荷蘭TNO共同宣布建立「3D列印國際研發平台」,結合工研院在雷射金屬3D列印的技術和荷蘭TNO在立體光固成型(SLA)3D列印的技術能量,將廣邀台歐雙方有意投入3D列印的廠商加入。工研院已開發出實驗型雷射金屬3D列印設備及製造金屬3D列印材料設備,並與國內多家廠商合作開發金屬3D列印模具及醫材;TNO也在今年歐洲的EuroMold展發表其最新研發高解析度、大面積的SLA設備,台荷雙方共同建立此技術研發平台,足見台灣在3D列印的研發實力深獲國際肯定。此平台將協助台歐雙方有興趣進入3D列印產業的廠商加速研發速度,並以此為台歐3D列印產業互動平台,共同經營華人及歐洲3D列印市場。

 


 
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