●技術簡介：
本技術開發之奈米流體/超音波霧化微量潤滑系統是不同於一般微量潤滑技術採用高壓空氣霧化的方式，其是先利用空化作用的特性可將微量之奈米流體分散為極小的粒子，並可有效分散奈米粒子因凡得瓦力作用產生的鍵結團聚現象。再透過高壓空氣進行第二階段霧化，使得奈米流體之油霧顆粒更容易進入微小微加工切削區進行冷卻潤滑。
●技術之科學突破性：
此技術為國際上首創，目前國際上均尚未有專門分散與霧化奈米流體微量潤滑相關設備系統。微量潤滑技術(MQL)是指使用高壓空氣將極少量之切削液霧化(50hr/ml以下)混合之後，經噴嘴噴射至切削的位置以達到潤滑冷卻之效果。是近年來新興的一種加工潤滑技術，主要目的在於降低大量切削液的使用及處理廢液的成本，並減少對環境及工程人員的危害，以符合現今環保意識及法規。在國際上製造技術與規模居於領先的德國與日本為例，其製造業切削液方面相關費用約占整體零件加工成本的20％，一年切削液用量就高達8億公升，而使用切削液所耗費的能源約佔整個工廠總消耗能的10％。因此切削液的減量使用已是現今工業界必然趨勢。而本技術之超音波霧化系統不同於一般微量潤滑技術採用高壓空氣霧化的方式，其是先利用空化作用的特性將少量之切削液細分為極小的粒子，再透過高壓空氣進行第二階段霧化，使得液態的奈米流體轉換為氣態可以更容易進入切削區進行冷卻潤滑。超音波是疏密波，因此有舒張的部分與壓縮的部份，而在壓縮的部份時，液體內壓力為正壓；在舒張的部份時，液體內壓力為負壓。當負壓振幅夠大、週期夠長時，空蝕氣泡即會產生。波到達舒張部分時，氣泡會處於不穩定狀態，其尺寸會快速膨脹，而當舒張部分往壓縮部分傳遞時，周圍液體的壓力回升，氣泡開始崩解，隨著壓力持續增加，崩裂的速度也加劇，最後在液體中瞬間爆裂或內爆產生非常強大衝擊力，產生所謂的空化作用(Cavitation)。本系統為自行研究開發製作。對壓電陶瓷片(PZT)施加直流電壓，藉由產生逆壓電效應之壓電陶瓷片，在厚度方向發生高頻震動而將震動能量傳遞給奈米流體，再由超音波的空化原理及特性，於奈米流體液面上產生高強度震波使得奈米流體霧化成極小粒子。流體於霧化室霧化後再透過低壓空氣將霧化粒子帶離霧化室，並經由導管將粒子輸送至噴嘴端，最後在噴嘴端施加一高壓空氣將霧化粒子加速噴塗至微切削加工區。此超音波霧化裝置細部設計有一特殊間隔膜並為雙容器，藉由該第一液體傳遞一振盪波至該間隔膜，再藉由該間隔膜傳遞該振盪波至該第二液體進行振盪霧化，此設計可避免該第二液體中的奈米粒子沉積，而造成該振盪效能降低影響奈米流體效益。本技術並搭配設計使用多種智慧化建模方式探討對各種不同製程的加工方式影響。研究之相關成果已發表於IEEE Transactions等多篇國際優質傑出期刊，也獲得多種國內外專業學術組織的獎項肯定。
●技術之產業應用性：
本技術團隊長期深耕致力於綠色製造技術(Green Manufacturing)研究發展與應用工作。製造業的技術水準是一國家綜合國力的重要表現。但在工業產品的製造過程中，所產生的廢氣、廢液、廢料與生產設備耗損的大量能源造成了環境的嚴重污染，導致了資源枯竭和環境惡化為特徵的生態危機。如在傳統的切削加工過程中通常要使用大量的切削液，儘管切削液在冷卻、潤滑和輔助排屑中負起著重要的作用，但它對資源消耗、環境和人體健康產生了非常大的負作用，並且切削液的使用成本也占了整體加工成本很大的比重。因此在製造加工過程中很有必要發展綠色製造技術。綠色切削技術是綠色製造的一個重要的部分，該技術是指對生態大環境和加工現場小環境均無毒副作用，在加工過程中產生少量的廢氣、廢液、廢料，以達到無公害的環保要求，是對人類的健康和環境沒有危害的加工技術。近年來綠色製造技術已成為國際上的研究熱點，各國都投入大量的資源來發展此技術。為了更進一步提升進化微量潤滑的效益，本研究團隊開發的一系列奈米流體微量潤滑設備。能有效解決奈米流體因長時間加工造成粒子團聚問題，同時提升奈米流體在使用上效益，其所開發設計之相關設備也已取得多個發明專利。本技術進行了一系列的相關性研究包含分別以不同的奈米粒子加入不同的基底液備製成不同的重量百分濃度之奈米流體，並搭配設計使用多種智慧化建模方式探討對各種不同製程(微銑削、微深孔鑽削、熱處理後超硬合金研磨)影響。本技術是由科技部之產學合作計畫合作及學術研究計畫等經費補助，以「奈米流體/超音波霧化微量潤滑系統」作為產學合作實務及學理方法研究的議題，研發一系列能大幅降低時間與成本之技術及製程方式。歷經多年研發改進並透過合作計畫與其多家合作廠商之實際驗證，確實能大幅提升在綠色製造技術微機械加工領域的需求效益。所研發之技術具產業實務應用價值，同時能對相關產業製程技術與綠色製造技術科技作出貢獻。本技術目前也正與金屬工業研究中心的模具與精微加工技術組合作，將實際運用技術轉移到專門切削鈦合金的航太產業廠商製程上；研發成果對產業界在綠色科技方面減少環境汙染大量切削廢液回收與能源耗損工具機切削液幫浦能源耗損有實質顯著減少效益，其對於產業智慧製造與綠色製造技術的科技發展與提升，具有實質之貢獻。

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