先进国家表面处理产业技术创新趋.docx
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先进国家表面处理产业技术创新趋
先進國家表面處理產業技術
創新趨勢剖析
金屬中心MII產業分析師陳仲宜
標題:
一、美國NCMS的預測報告
二、歐盟PROSURF專案的表面處理產業技術地圖
三、義大利表面處理產業發展之新訴求
摘要:
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)、Kevlar®(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。
一、美國NCMS的預測報告
美國國家製造科學中心(NationalCenterforManufacturingSciences;NCMS)曾在2006年針對可能影響金屬表面處理產業發展的具潛力的未來技術變化進行調查,該調查案邀集產業專家利用他們的「水晶球」,來預測在未來5、10、20年間,那一類的技術變化會對金屬表面處理造成最大的衝擊。
在此一調查中總共提出9項專家們認為雖尚未發酵,但重要的潛力技術變化。
這9項技術發展變化可分成現行技術最佳化及開發與實行新技術兩大類。
【圖1】所示為此9項技術發展趨勢在未來5、10、20年間個別對生產所造成衝擊專家意見匯整。
整體來看,現行技術最佳化無論是短程或長程都將造成較新技術更大的衝擊。
就前者來說,由專家給定的平均得分為5年的3.8、10年的4.4及20年的4.7。
至於在新技術中,得分最高者是「變更成綠色化學」(橫跨20年間的得分為4.1~4.6)。
短期內造成衝擊程度最低者是「濕式製程轉變成乾製程」及「奈米技術的發展與實用化」,真正造成較大衝擊的時程大約是10到20年。
【圖2】所示為專家對廠商於未來5、10、20年間可能在此9類技術發展趨勢投資看法的匯整,事實上,其結果同【圖1】一致,除「綠色化學」外,現有製程最適化的投資均高於新技術。
至於對個別驅動因素(法規、科技、經濟)催化9類技術變化發生的看法,匯整如【圖3】所示。
專家們認為法規對「綠色化學」及「溼製程最適化以達到零排放」的驅動力量最為顯著,對其他方面變化的影響不大;科技則對「乾製程的發展」、「新合金材料」及「奈米技術」的驅動力量最顯著;經濟對整體製程最適化的驅動力量最顯著。
圖1技術發展趨勢對生產造成衝擊之可能性
資料來源:
NCMS(2008)/金屬中心ITIS計畫整理
圖2廠商對技術趨勢投資之可能性
資料來源:
NCMS(2008)/金屬中心ITIS計畫整理
圖3技術發展的驅動因子
資料來源:
NCMS(2008)/金屬中心ITIS計畫整理
前文已整體比較過9項技術發酵時程及驅動力,以下將個別闡述其內涵。
(一)現行技術最佳化
1.傳統濕式製程最佳化以達到趨近於零排放與零風險
某些企業採行長期策略來解決日趨嚴格的環保法規及未來責任等議題,藉用下列方法來改良傳統的表面處理製程:
(1)轉換成使用較不具毒性的製程化學物質的「更環保」製程;
(2)轉換成乾式製程;(3)甚至轉換成新的表面鍍膜材料或基體材料以全面性地避免使用毒性材料。
然而,即使經過幾年發展,尚未有可用於多重應用的替代技術。
因而預期直到2020年或更長的時間,數以萬計的表面處理工廠仍將使用傳統的表面處理製程技術。
既然減少環境衝擊與環保責任的壓力將持續著,如果此壓力沒有進一步增加,在可預見未来,小心謹慎的企業預料將朝向採行傳統表面處理製程最佳化。
兩個普遍的趨勢包括:
(1)趨近於零曝露-隔絕作業人員與製程作業中材料或溢出物的接觸,以此達到零接觸的風險;
(2)趨近於零排放-材料利用及回收的最大化,藉此將汙水、空氣排放及被集中的廢棄物排放(處理製程溶液及污泥與固體物處理)等對環境造成的衝擊減到最小。
科技公司依特定的製程及生產狀況在濕式製程中實現趨近於零曝露與零排放,其可能包含:
(1)封閉製程產線(普遍用於印刷電路板及半導體產業);
(2)減少與還原遞延;(3)使用製程溶液與洗淨液純化及回收技術;(4)利用離線上架及固定來減少作業人員曝露,以及利用最適化製程效率與良率及使廢料減到最少的表面配置;(5)利用製程自動化與控制系统來最佳化原料使用率及良率;(6)製程模式最佳化。
使用趨近於零排放的金屬製程符合環境健康與安全(EH&S)重要例子包括有六價鉻電鍍、鉻電鍍、鎳電鍍、鎳電鍍、鎘電鍍、鉛電鍍及錫-鉛電鍍。
數以百計的表面處理廠商已經執行趨近於零排放製程最佳化專案。
既然最佳化製程展現出較好的成果,以及低材料使用率和減少汙染源。
另外,一小部分現存的表面處理廠商擁有含提供趨近於零曝露風險的通風與空氣排放控制系統之封閉、自動化生產線,如印刷電路板產業即是成功完成此一系統的範例。
2.改進監測與控制系統
雖然表面處理製程產線自動化系統已商業化,且在工業應用範圍上被證實是可行的,但有超出90%的表面處理製程仍是由手動控制。
製程控制系統以其更為一致性的製程及改良的製程追蹤、文件化與決策支援等能力了為手動操作線提供顯著的強化。
表面處理產業有重大的機會,來改良監測與控制程序以達成潛在有效的製程改善及成本節省。
有幾個產業力量在驅使工廠朝向改進製程監測與控制:
(1)在美國,國家航太及國防合約商認證計畫(NationalAerospaceandDefenseContractorsAccreditationProgram;Nadcap)對航空供應鏈要求對製造商提出嚴格的製程監測、管制及文件化等需求。
主要的航太製造商現在實施類似Nadcap的Nadca用戶承諾及稽核計劃(NUCAP)。
汽車工業亦考慮採取如同Nadcap的計畫。
實驗室統計軟體及手動生產線監控軟體是符合Nadcap需求的完美工具。
自動化生產線可將系統放在自動地滿足Nadcap要求的位置。
(2)像6Sigma和Lean/Kaizen的連續製程改善方案可辨認確定對改進的製程監測控制系統的需求,以及為朝向執行提供正當理由及意義。
DoD及許多大公司正採取6Sigma及/或Lean/Kaizen等方案,且在某些狀況下,這些方案已逐漸被推薦或要求較下層(lower-tier)供應商採用。
(3)近年來,能顯著地增強表面處理製程的一個有力且相當有用的軟體產品,已在相對低的成本及或相對高的投資報酬率狀況下被開發。
這些產品的大量行銷將使數以千計的表面處理廠能受益於改良過的製程監測與控制系統。
對許多製造商而言,透過實施製程監測與控制系統以達到製程改善水準可能對留住商機來說是非常重要的。
3.追求永續製造
永續性是在不危及未來世代的資源可用性及環境/生態學系統,滿足現階段資源消耗或生產的需要。
永續製造包括使用非污染性的製程與系統、節能、節省自然資源、具經濟效率,以及對勞工、社區與消費者安全的生產方式。
整體永續性同時滿足生產及消費,即尋求一個方式來調合兩者以符合永續性目標。
永續性使得著眼於產品生命周期的系統化方法成為必要。
在過去幾年,永續性已被表面處理製造相關的公部門及私部門採納作為產業及環境會議的一項主題,作為新架構專案目標之一,在某些狀況下,更是廣泛地被納入公司或政府的整體目標。
永續性大多是狹隘聚焦在朝向永續性的生產及設施改善(如綠色化學改善、能源與水的節約、改進的化學品物質利用性及純化/溶液壽命展延)。
永續性的全方位目標是更加寬廣的尋求跨越製造廠的界線,進一步認同透過產品生命週期減量作用的責任感,包括上至供應鏈(材料是否來自於再生資源?
),以及下達產品配銷鏈(產品可能是被回收再利用?
)。
永續性意味著消耗與生產有系統地被協調,為下一代保護資源及環境。
對於有些公司來說,這將包含改變成製造更具永續性產品的生產方式的決定,並遵循消費者將接受更具永續性產品的策略,得以成就良好商機及永續改善。
永續性標準樣例可被用來作為產品永續性的定量分級指標及協助在不同產品及生產方式間進行挑選:
(1)容易被重複利用或回收設計的產品之百分比;
(2)供應商每年接受安全訓練的百分比;
(3)原物料及包裝的能源投入;
(4)正常使用期間產品的預期年能源使用量;
(5)運送產品給使用者所產生的温室氣體噸數;
(6)當地水資源利用率相對於再回收率的百分比;
(7)所有來自非再生性來源的能源使用百分比;
(8)從永續可更新的來源所獲得的佔全部能源的百分比;
(9)來自非再生性來源的原物料百分比;
(10)維持ISO14001檢定及認證。
4.改進能源效率
改進能源效率是包括表面處理在內的所有製造工業之主要技術趨勢。
近年來在製程設備能源效率,以及在製程設計與管理減少能源使用等方面有顯著地提昇。
在表面處理產業改進能源效率的範例包括:
(1)高效率的通風系统設計:
例如,推-拉式通風在較低的空氣流動率時可能比拉-拉式系統更能達到所需的工業通風水準。
通風系统可以被設計成使用變頻驅動以允許跳動式通風速率隨著製程變動情況及需求上升或下降。
建築物通風設計應該整合流程通風以達到整體高效率的系統;
(2)封閉式的生產線:
減少通風需求;
(3)槽蓋系統:
減少蒸發及熱損;
(4)高效率冷卻器、鍋爐、流體加熱器、鼓風機及泵浦:
已可取得且能提供有效節能;
(5)絕緣性:
減少昇降溫度過程流體的能量損失;
(6)為能有效率作業及節能而進行之設備配置及管路設計:
能藉由運用重力流與低摩擦損失管道系統設計以達到最小抽引要求,且可運用好工作流程使設備能源消耗減到最小;
(7)一致化的電極與良好防護:
可增進處理比率與效率並使得重工及符合規範之額外製程時的能量損耗減到最低;
(8)良好控制製程溶液的化學物質及污染物:
可降低處理時間並減少損耗多餘能量的重工及額外製程程序;
(9)使用自動化系統良好地執行處理程序或嚴密地監測及控制手動系統:
可提高製程的一致性、文件化及整體績效;
(10)建築物自動化系統及高效率加熱,冷卻,通風與照明系統:
減少生產區域及一般設施區域的能量負載;
(11)能源管理系統:
其針對特定情況下的能源需求而設定較佳的能源使用監控邏輯作業,可在有節能需求時對能源使用得以最佳化,並達成全面性節能;
(12)廢熱或能源再生系統(空氣、蒸汽等等):
能源再生系統提供視能量回收的比例來降低潛在的熱污染及取得能源減少等雙重好處;
(13)廢熱發電:
能回收廢熱且提高製程及設備加熱與冷却系统的整體節能。
(二)開發與實施新技術
1.轉變成「更環保的」製程化學品
綠色化學是指在化學產品及製程的設計上減少或消除使用及產生毒性物質。
最近一個新的「綠色」表面處理化學案例是美國海軍的三價鉻化成鍍浴替換六價鉻酸鹽溶液。
六價鉻酸鹽已被禁止使用在汽車業,並列為美國國防部門(DoD)預計排除的一個目標,同時也由於六價鉻可能致癌而在其他產業被列為考慮。
海軍首先測試了現有使用可替換的化學品,但全超出替換標準。
隨後海軍發展了一個以三價鉻為基底的後處理(TCP)化學品,且成功地通過大量的測試。
在鋁材及鋁陽極處理層上施用TCP經測試顯現絕佳的防蝕保護性、鍍層耐候性,以及油漆與鍍層結合性、並展現其使用在鎘、鋅及鋅合金上之潛力。
過去30年用於表面處理的其他綠色化學發展包括:
(1)含氰電鍍化學原料之替換;
(2)鎘電鍍化學原料之替換;(3)產生較少毒性污泥的傳統水處理化學品之替換(即消除對硫化物沉澱劑之使用)且/或降低廢水處理的污泥量;(4)三價鍍鉻物裝飾鍍化學原料;(5)無鈷、三鉻鈍化;(6)有機穩定化無電鍍鎳(無鉛,鎘、蒼鉛及與銻)。
替代性的綠色化學的發展是典型地需要由化工公司多年的努力及龐大研發投資。
即使成功研發及展示替代性的綠色化學品,潛在用戶是在未自行完成其需求的驗證前,往往猶豫更換,因此延宕進一步替代。
使用者所提出的步驟經常會對使用新方案的成功率造成衝擊。
在許多情況下,公司轉換成綠色化學,但由於沒有系統性地或全部實施新製程以致終將回到舊製程。
因此,正確的製程變更執行需要策略性的規劃及移轉,不只是化學品本身,且要搭配適用的基礎設施、操作與維護程序,以及製程支援系統。
2.濕式製程轉變為乾式製程
近年來為了降低操作曝露、空氣放射、化學物處理及廢棄物產生,從傳統「濕」式表面處理過程轉變到「乾」式製程已成為一種趨勢。
「乾」式製程的一個例子是取代傳統鍍硬鉻的高速火焰熱噴塗(HVOF)。
這技術已廣泛地被學習,展示/確認,且被引入國防部及航空工業用於飛機製造與維修。
HVOF具有12,000psi接合强度及相當高密度塗層。
對單一零件而言,HVOF的處理時間是略低於硬鉻鍍層(典型上分別是1~2小時及4~8小時),然而,這個設備購買時較昂貴且用於高階製程。
性能試驗顯示,在某些情況下,HVOF塗層等同甚或優於傳統硬鉻鍍層在磨耗、疲勞、衝擊的阻抗能力及耐腐蝕性。
HVOF的限制是其為直線式的鍍膜技術,且通常不適用内側鍍膜。
同時,HVOF不是完全「乾」式技術,因被鍍金屬必須在濕製程溶液中剝離固著物,同時某些HVOF塗層是非常難以去除。
另一個已被認可的乾式鍍製程是物理氣相沉積(PVD)。
PVD包含從鍍層材料源形成之蒸氣(蒸鍍、濺鍍、電弧蒸鍍及化學蒸氣與氣體),由氣相轉換到基板(直線式、分子流、電漿誘導蒸氣電離),及沉積與基板上的薄膜成長。
PVD塗層比電鍍層更硬且抗腐蝕性更好,同時相當耐用。
PVD應用的範例包括:
(1)DeltaFaucet是第一家使用PVD技術獲得防銹裝飾性水龍頭處理專利的公司,該公司保證生活的這些PVD處理可以永不生銹,腐蝕或者褪色。
(2)離子蒸氣沉積(IVD)鍍鋁:
IVD是PVD製程的變化,其使用低真空電漿誘導形成之鋁離子蒸氣。
IVD鍍鋁製程已被證實能有效地在航空應用方面替換鎘,且已應用於數種軍用與商用飛機系統、導彈及直昇機。
IVD鍍鋁在實際服役測試及酸性鹽霧中被證實勝過鎘,不會導致氫脆或固體金屬脆化,並且幫助解除非相似金屬與加凡尼電位腐蝕等問題。
PVD技術的主要障礙是典型新系統引進至少數十萬美元花費高資本支出。
PVD系統在非常高的溫度及真空中操作,要求特別作業條件。
即使需要相對的高資本支出和特别操作需求,PVD技術已展現取代傳統濕式製程,並在某些特定應用提供優越鍍膜特性,同時消除因使用像鉻與鎘這一類金屬的濕製程造成的環境、健康及安全等問題的能力。
3.將基板材料由經處理的金屬轉變成非金屬
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)、Kevlar®(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。
複合材料可提供許多凌駕於經表面處理之金屬的材料特性:
(1)每單位重量的強度及剛性較金屬更高;
(2)高抗蝕性;(3)電絕緣性;(4)可控制的熱膨脹及與能量吸收或傳輸特性可被設計來符合應用所需;(5)優異的耐久性;(6)可以是穿透或設計成吸收電磁輻射。
複合材料以相對於金屬製造更低的資本支出示出明顯製造優勢,擁有及藉由生產取代數種金屬零組件的複合材零件可達到減少製造與組裝工作。
一個擴大複合材料使用的例子是B-2軍用「秘密行動」轟炸機。
大多數B-2機體由特殊設計可吸收無線電磁波的複合材料製成。
高反射性金屬元件,包括引擎、完全可消失的起落架及炸彈全部被安置在合成機體內部。
在商用飛機製造業中複合材料亦逐漸增加使用。
與波音的737及747飛機包含少於5%的複合材料,波音787據稱將使用大約其結構重量50%的複合材料。
空中巴士A380將使用超過20%複合材料。
複合材料葉片已被用於飛機推進器、直昇機螺旋槳、小船推進器、風渦輪發電機及風扇。
其他最近由複合材料替換經表面處理金屬的應用包括:
導彈及太空船、汽車零組件、高爾夫球桿及網球拍、自行車,以及小型高速滑艇。
近年來塑膠由於質輕、電絕緣性佳、減震性佳與低腐蝕性等優點而被用於替換金屬零組件。
如同複合材料般,塑膠可提供超越金屬的一些製造優勢,如將零件併入更大的組裝件,易於製造複雜形狀製品,以及減少組裝。
塑膠具有寬廣的設計靈活度,且容易上色與修飾。
金屬所提供較高強度與剛性、導熱及導電性,及阻燃性等應用上的優點也是必要的。
已被用來替換金屬零組件的非晶質塑膠的包括:
丙烯酸酯、丁鄰二烯苯乙烯(ABS)、多苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)及聚碳酸酯纖維。
被用來替換金屬零組的結晶塑膠包括:
尼龍、聚丙烯、乙縮醛、聚酯及聚乙烯。
為閃亮方面應用而在塑膠上電鍍的製程已被開發多年,需如同被處理金屬的表面(如汽車護柵)。
然而,其缺點是,回收複合材料可能引起較回收金屬合金更具挑戰性的問題。
4.開發可減少表面處理需求的新的金屬合金
開發可提供足夠耐腐蝕性而無須使用毒性化學製程表面處理的新合金金屬是一項有前途的技術趨勢,因其可滿足消除某些表面處理製程的需求,然而不需對現在使用中的基本材料進行大幅度的改變。
美國國防部門(DoD)有一項進行中的專案,其展示及驗證新設計、取代傳統高強度低合金碳鋼而運用在飛機起降架的高強度不銹鋼合金。
基本材料性能試驗顯示出這種新合金「FerriumS53」可提供起落架應用時必要耐腐蝕性而不用鍍鎘。
從這種新抗腐蝕不銹鋼合金可以衍生出一些特殊用途的好處,進而導向全面性減少生命週期成本:
(1)消除對鍍鎘的使用及所有伴隨而來的毒性化學物使用、工作人員曝露於不良環境及廢棄物處置問題的種種需求;
(2)提供具有較少操作失效的優越成效的合金;
(3)減少零組件維修頻率;
(4)降低維修的週轉時間。
除新開發的合金以外,美國國防部門(DoD)展示的專案亦顯示及確認電腦模擬技術加速合金設計及使用已認證的電腦模型以補充材料性質量測。
低成本的鈦礦石提煉方法之發展有潛力提供地較便宜的鈦合金並擴大鈦的用途。
以鎳及鈷為基礎的超合金在被研究用於嘗試改善葉片、外殼、碟片、扣件、軸件等引擎熱部位的效能。
新的合金可以使噴射機引擎效率在更高的操作溫度時下被提升成為可能。
低密度鋁-鋰及鋁-鎂-鈧合金被發展來減少重量且與被開發來取代如機翼及機體等鋁結構元件的新複合材料競爭。
5.發展奈米技術
奈米技術處理奈米尺寸等級(典型上是1到100奈米)材料與元件的創造。
一個奈米是千分之一微米,一毫米的百萬分之一及一米的十億分之一。
單獨的原子與分子在奈米較低的尺度範圍內或1奈米內單獨小數的部份。
透過奈米技術而創造的奈米材料被廣泛地研究,且在表面處理技術顯示有重大衝擊的潛力。
奈米結晶處理可透過氣相製程、惰性氣體凝結、機械合金化或者高能量球磨、化工合成及電鍍等來開發。
奈米晶膜層具有含低孔隙率與高均勻度的細顆粒結構的極端緻密性。
以下是奈米晶膜層及奈米晶被注意的某些優點:
(1)奈米晶金屬可提供相較於傳統金屬表面處理更優越的磁性、硬度、光學及抗腐蝕性質;
(2)奈米晶金屬(鎳、鈷、鈀、銅及前述金屬某些合金)可產生相較於傳統電鍍更耐磨的超薄塗層;
(3)奈米結金屬鍍膜可以較薄鍍層來降低重量卻仍達到預期的成效;
(4)奈米晶金屬及合金可具有更高的延展性及改善的抗疲勞性(由於微裂縫的消除);
(5)奈米晶金屬及合金電鍍可能獲致高電流效率,減少氫脆問題;
(6)各種各樣的金屬奈米結晶較同質塊材的硬度高100到300%。
奈米技術發展在表面處理的一個例子是持續研發以奈米晶磷化鈷的鍍膜與沉積製程來提供起落架及噴射機引擎元件在極端温度範圍操作時的防蝕與耐磨性,且取代傳統的鍍硬鉻層。
奈米技術無疑地緊密連結表面處理技術,同時表面處理之應用已是且仍將持續成為奈米技術發展的一項重要聚焦區塊。
二、歐盟PROSURF專案的表面處理產業技術地圖
此產業技術地圖為歐盟在第6次框架計劃(FrameworkProgramme6)所資助之PROSURF(PromotionandSupportofSMEResearchandInnovationintheSurfaceFinishingandPrintedCircuitManufacturingSectors)專案的產出。
【圖4】所示為PROSURF專案的金屬表面處理技術地圖全貌。
PROSURF的專家認為,研發資金之取得及研發專案切入點是依創新程度及潛在市場/產業影響而定,此二者高度取決於完成研發的時程及影響的市場地點。
因此,考量研究及技術發展對產業活動可能有衝擊的投射時段所作的評量有其必要性,此舉可協助辨別新興技術及研究方向。
在圖中,連接研發計畫到技術創新的實線表示主要的衝擊時段,虛線則表示次要的衝擊時段。
*1=有小眾市場的利基型應用
2=現存市場的擴張
3=單一泛用市場嶄新的/改良的產品
4=大範圍泛用市場嶄新的/改良的產品
圖4PROSURF專案的金屬表面處理技術地圖
資料來源:
PROSURF(2007)/金屬中心ITIS計畫整理
三、義大利表面處理產業發展之新訴求
義大利的時尚工藝舉世聞名,該國之家電、汽車及工具機等工業方面的實力亦不遑多讓。
因此,義大利的表面處理產業在歐洲地區排名第4,亦列居全球前10大。
近年來,面臨全球製造業版圖快速變遷的壓力,該國的表面處理業界除順應綠色潮流,試圖發展零污染排放之表面處理製程外,在規劃產品及工業製品時,亦將具審美觀的表面處理參數視為必要元素的重要性,以下將進一步說明其內涵。
(一)設計化的處理作業
處理作業從產品設計階段開始就馬上可以有所展現,即使是並非全然為技術性的製程,許多表面處理仍是完成品不可或缺的一部份,且應該是從創作期的一開始即伴隨物件本身。
(二)處理作業的表達主觀性
進行規劃處理作業的需求與美化此項成品過程中所展現的表現特質緊密相連。
這個觀念取代、甚至超越上世紀一些應用在一系列工業產品的技藝理論。
這個「處理作業的表達主觀性」的觀念超越了其原本只被認為是一項技術或是一個生產流程。
因此,一個完整的企劃,包括那些用電腦精心執行的方案,應由整體性角度處理其成品,包括外觀、尺寸大小、技術特性和表面處理等。
(三)處理與工業的研究
在目前最現代化的產業公司,新產品的研發部門亦進行產品外觀美化與美學、功能性及市場接受度間之關聯性的評估。
長期以來產業研究者對美化即以文化觀點視之,甚至早於視之為生產技術。
舉例來說,在生產技術上必須使用較奇特的物質,但也擔心因此造成不被使用者接受,此時就可以在外觀上用處理作業來彌補。
然而傳統產業加工過程都是有系統的安排,每個階段必須按照精確的操作計劃來執行,處理作業亦不例外。
即便是有時有文化上的考量,處理作業的規劃也要有周詳的考量與技術參考手冊,譬如操作程序說明及流程說明。
(四)設計新物件的表面處理
新需求建立新產品,通常是與新材料且/新技術有關。
很明顯地,相關的表面處理亦將列入特定專案提綱的考量,該提綱將記下整合進新物件之處理面本身外觀/功能等需求。
(五)設計機能性的處理作業
處理作業幾乎永不是以美學觀點做為終點,其通常伴隨著功能性,而以後者佔上風的案例,可稱之為機能性處理。
例如,考慮到來福槍管不能發亮來自其不可造成反射,且同樣適用於飛機或汽車儀表板,或者是夾鉗或螺絲起子的把手必需有凸節,以便於握持。
功能性處理作業是新材料與技術間的介面,且通常是從傳統產品中獲取新成效的途徑。
功能性處理作業隨處可見,從機器到賽車、航空電子設備、通訊、電子、醫療電子設備、製藥產品等。
對這類必需被適當規劃,及根據所建立之測試參數以確保有效結果的處理作業來說,整合設計市不可或缺的條件,在考慮到環境面時,處理作業的效能意味著已規劃的系統能夠完全安全地
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