鎂鋁合金特點
輕金屬(鎂、鋁、鈦)有非常多的優點，其合金材料更具備優異的材料物性、機械加工、及回收再利用等特性，成為世界各先進國家的研發重點，輕金屬在整個金屬產業裡的使用程度僅次於鋼鐵，在技術人員不斷的研發下，已經開始逐步取代鋼鐵市場。
鎂鋁合金國際市場新資訊
根據美國商業新聞消息指出，輕金屬龍頭-美國鋁業公司在2015年12月16日宣布與波音公司簽訂兩個合約，總價值超過25億美元，為下一代客機供應扣件材料。美國鋁業執行長Klaus Kleinfeld說，「其中一份合約的內容是總部位於紐約的美國鋁業公司，將為全球最大飛機製造商波音公司，提供航空緊固件，這是占據最大金額的部份。」這些緊固件由鋁合金、鈦合金、鎳基高溫合金等材料煉成，將用於組合飛機各個部位。
圖1. 飛機的緊固件將改為鎂鋁合金
由以上這則新聞可以看出，國際輕金屬市場在這幾年開始熱絡，大型載具的零部件及緊固件用輕金屬取代傳統的鋼鐵已慢慢變成常態，台灣相關業者無不摩拳擦掌等待機會來臨，但是要接到訂單乃至將產品販售出去，必須得經過重重關卡，從客製化訂單到材料物理、機械特性的匹配乃至品質的管控，最後穩定的生產…等等。
鎂鋁合金品管與生產流程整合
其中，有一道很重要的關卡就是品管，它的影響涵蓋到整個製造流程，為什麼呢？我用QC來跟大家說明，QC分為IQC(來料檢驗)、IPQC(製程檢驗)、PQC(半成品檢驗)、FQC(最終檢驗)、OQC(出貨檢驗)等五大流程，從原料到成品都需要做品質的確認，其中一個步驟出差錯就有可能會影響到整個產品線，所以對於鋁、鎂、鈦合金業者來說，除了本身要有高端的研發技術來吸引客戶外，還需要成熟的品管能力才能讓客戶安心下單。
圖2. 鎂鋁合金品管與生產流程整合
什麼是LIBS
Laser Induced Breakdown Spectroscopy 雷射誘導擊穿光譜，簡稱LIBS；是由美國Los Alamos國家實驗室David Cremers研究小組於1962年提出和實現的。自從1962年該小組成員Brech發表的一篇雷射激光分光儀LIBS論文標誌LIBS的誕生，至今已經有55年的發展歷史。於2012年美國火星探測器攜帶ChemCam的雷射激光分光儀LIBS登上火星。由於雷射激光分光儀LIBS不需要樣品處理，能夠剝蝕掉火星岩石上表面的灰塵，而且能夠分析C和H等有機輕元素，因此好奇號在2014年順利經由雷射激光分光儀LIBS完成了探測任務，發現火星土壤分析中存在有機物質成份等。
圖3. LIBS光學機構圖及NIST提供LIBS的元素標準圖譜
LIBS雷射金屬分析儀輕金屬應用介紹
輕金屬業者在IQC的過程中，除了看廠商的材質證明外，因為輕金屬內所含有的微量輕元素，在檢測上不是那麼的容易，所以有的業者還會使用分光儀做來料品質的確認。但分光儀需要的前置處理作業相當耗時，且因為是屬於破壞式檢測，對於高單價的成品不見得適用。所以，新聞中所提到的美國鋁業公司(Alcoa)，在三年前已經開始使用了一款由美國太空總署(NASA)技轉出來的雷射金屬分析儀(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy以下簡稱LIBS)來為品質管理做全面性的提升，這款新式儀器有幾個特色：
LIBS雷射金屬分析儀特點
- 待測物不需前處理
- 幾秒內即可完成分析
- 易於在現場直接獲得檢測結果
- 對於輕元素(鋰、鎂、鋁、矽)有極高的靈敏度
手持式LIBS在合金市場定位
LIBS的設計理念並非用於取代在市場上已有極高市佔率的分光儀(SPARK)，而是在於強化分光儀對於品質管理前後端上的不足，因為輕金屬業者在來料上常常因為分光儀前處理耗時的關係，卸貨後僅先看廠商提供的材質證明，而這批原料使用分光儀做檢測，往往已是幾天後的事情了，或是在加工前才用分光儀測試，這時如果原料的成份上出了問題，對於產品生產的進度會有很大的影響，再者，因為LIBS是屬於微破壞式檢測，即便是成品也能使用LIBS做出貨前的品質確認。
手持LIBS在全球鎂鋁合金大廠使用
近幾年來，國際輕金屬大廠Alcoa、AlcoTec、Novelis、Aleris、Constellium、AMAG…等，皆已引進LIBS來做原物料的管控及篩檢，LIBS和分光儀各司所長加快了品管的速度，檢測的數據亦能相互佐證，大大提升了品質管理的水準。市場上的激烈非常競爭，產品的變化速度很快，上述歐美業者早已透過購入新式設備來迎接挑戰，國內業者可以參考國外指標大廠的作法，採取適當的方式來做改變，以利於與國際市場接軌而不至於錯失接單良機！
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