欧洲大学｜先进金属材料研究与精密试片制备
先进金属材料研究与精密试片制备｜Wi-200S 欧洲大学应用案例
随着先进金属材料、特殊合金及金属积层制造技术的持续发展，精密加工在材料研究与实验分析中扮演着重要角色。从金属3D 列印成品与基板分离，到不同材料的精密试片制备，研究人员需要稳定的加工精度与尺寸一致性，以满足后续材料性能测试及实验分析需求。线切割放电加工（Wire EDM）具备非接触式加工特性，能够减少机械切削力对工件的影响，成为先进材料研究的重要加工技术之一。
本案例介绍欧洲一所大学材料工程研究团队导入健陞机电（JSEDM）Wi-200S 小型浸水式线切割放电加工机的实际应用。针对金属材料分离、精密试片制备及既有实验室的空间限制，JSEDM 透过紧凑型机械设计与客制化设备配置，协助客户克服设备搬运及安全规范等挑战，并在兼顾加工需求与采购预算的情况下，成功完成设备导入。
先进金属材料研究与精密试片制备
欧洲大学材料工程研究团队透过JSEDM Wi-200S 小型浸水式线切割放电加工机，整合金属积层制造后的基板分离、 精密试片加工及实验室设备需求。
Wi-200S 金属3D 列印 精密试片制备 研究实验室客户背景与研究需求
本案例客户为欧洲一所大专院校的材料工程研究团队， 长期致力于先进金属材料、特殊合金及多元金属组合的研究与开发。
传统金属材料开发通常以单一金属作为主要基材， 再添加少量其他元素，以改善材料的机械强度、 耐热性或其他物理特性。 随着材料科学与制造技术的进步， 研究团队进一步探索不同金属元素的组合比例， 以及三种、四种甚至更多元素共同组成的新型材料， 期望透过材料配方与制造条件的调整， 开发具有不同性能的先进金属材料。
金属3D 列印成品／列印基板／材料研究照片
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在制造技术方面，研究团队采用金属积层制造技术， 包括雷射粉床熔融（Laser Powder Bed Fusion, LPBF）等相关制程。 透过金属3D 列印技术，研究人员能够制作具有复杂几何形状的金属零件， 减少对传统模具的依赖， 并进一步探索不同材料组合与制造条件对最终性能的影响。
相关研究涵盖航太、国防及半导体等高科技产业的潜在应用需求。 航太与国防领域重视材料强度、重量及耐热性能； 半导体相关应用则可能需要兼具良好导热性、 薄型化及结构刚性的特殊材料。 研究团队也持续探索如何结合先进材料与金属积层制造技术， 开发符合不同产业需求的精密金属零组件。
加工挑战：从金属基板分离到精密试片制备
在金属积层制造的研究流程中，完成3D 列印仅是材料开发的其中一个阶段。 列印完成后，研究人员需要先将金属成品从列印基板上分离， 再依不同实验需求，将材料加工成指定尺寸与形状的测试试片， 以进行机械性能、破坏性测试、导电性、 热传导性能及其他材料特性分析。
研究团队原先使用中走丝线切割设备进行材料分离。 虽然该设备具有较快的切割速度，能满足一般分离加工需求， 但随着研究项目日益复杂， 原有设备在加工基准面的精度控制， 以及后续精密试片制备方面， 逐渐难以符合研究团队提高的加工要求。
在比较不同金属配比、制造条件及材料性能的实验中， 研究人员不仅需要观察材料本身的变化， 也必须控制试片尺寸与几何形状， 以降低加工差异对实验结果的影响。
基板分离、精密试片或加工前后对照
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核心加工需求：取得稳定的加工基准、维持尺寸精度， 并将不同材料加工成一致的试片规格， 以配合相同的测试治具与设备， 提升后续材料测试的可比较性。
设备挑战：有限的实验室空间与安装条件
除了加工精度与试片制备需求， 设备尺寸、重量及安装条件也是研究团队选择新设备时的重要考量。 由于实验室位于既有研究设施内， 室内空间有限， 设备搬运路线及出入口尺寸均受到建筑条件限制。
实际出入口条件：门框宽度约2,300 mm、高度约2,200 mm。 客户希望不修改既有门框与建筑结构， 即可完成设备搬入与安装。
此外，研究设施亦须考量楼板承载能力， 因此机台重量、设备占地面积及实际安装配置， 都成为设备选型时的重要评估因素。 客户希望将精密加工能力整合至既有实验室， 而非另行寻找加工场所。
JSEDM Wi-200S：兼顾精密加工与实验室需求的解决方案
为满足材料研究与精密加工需求， 研究团队选择健陞机电（JSEDM）所研发的Wi-200S 小型浸水式线切割放电加工机， 作为金属积层制造后处理与精密试片制备的加工设备。 Wi-200S 结合紧凑型机械结构、 浸水式放电加工系统及精密运动控制设计， 适合空间受限的研究环境。
1. 金属3D 列印成品与基板分离
针对金属积层制造后的加工需求， Wi-200S 可透过非接触式放电加工方式， 将适合水式线切割的导电金属成品从列印基板上分离。 加工过程不依赖刀具与工件之间的直接机械切削力， 有助于减少传统机械切削所产生的加工负载， 并衔接后续精密试片制备流程。
2. 精密试片加工与尺寸一致性
除了基板分离， Wi-200S 也能协助研究团队将金属材料加工成不同实验所需的指定轮廓与尺寸。 透过适当的加工参数与精修程序， 配合研究团队对加工基准、 试片尺寸及几何形状的要求， 协助维持不同实验组别之间的尺寸一致性， 衔接机械性能、导电性及热传导性能测试。
3. 紧凑型设计与实验室设备导入
Wi-200S 的XYZ 轴加工行程为210 × 200 × 155 mm， 机台高度约1,800 mm。 针对客户约2,300 mm 宽、 2,200 mm 高的出入口， JSEDM 配合现场条件采取横向搬运方式， 并将堆高机或拖板车等搬运设备所需高度纳入安排。
最终，Wi-200S 已成功搬入既有实验室并完成安装， 无须修改原有门框或建筑结构。
Wi-200S 小型设备／实验室空间示意
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4. 客制化设备配置与安全规范对应
除了加工性能与安装条件， 设备安全性及相关规范也是本次专案的重要要求。 客户除需符合欧洲当地适用的CE 相关安全要求， 也必须遵循大学实验室内部的设备安全规范。
JSEDM 与研究团队进行详细技术讨论， 依据实际需求调整机台电气系统及相关设备配置， 包括提供符合客户指定UL 相关要求的电气控制箱配线与元件配置。
在客制化过程中， 双方逐项确认功能与安全需求， 保留必要配置， 并在不影响设备安全性及加工性能的前提下， 移除非必要功能与选配项目， 降低额外设备成本， 完成兼顾研究需求、安全规范与采购预算的客制化Wi-200S。
客户导入成果与研究应用
该欧洲大学材料工程研究团队已正式导入JSEDM Wi-200S 小型浸水式线切割放电加工机， 并对设备的整体表现表示高度满意。
本次专案回应了研究团队在金属3D 列印成品分离、 加工基准精度及精密试片制备方面的需求， 也成功克服既有实验室的空间与搬运限制， 使设备在无须修改原有门框及建筑结构的情况下完成导入。
透过双方密切的技术沟通， JSEDM 亦完成符合客户需求的电气系统及设备配置， 在兼顾安全性、加工性能与采购预算的前提下， 支援研究团队于既有实验室内进行先进金属材料研究、 试片制备及后续材料性能分析。
JSEDM：支援先进材料研究与精密制造
健陞机电（JSEDM）致力于线切割放电加工技术的研发与制造， 提供适用于精密零件加工、模具制造及学术研究的Wire EDM 解决方案。 Wi-200S 小型浸水式线切割放电加工机结合紧凑型结构、精密加工能力及灵活的设备配置， 适合大专院校、材料研究机构、 研发实验室及小型精密制造场所使用。
无论是金属积层制造后的基板分离、 特殊金属材料的精密切割， 或是研究试片制备， JSEDM 均可依据工件材料、尺寸、 加工精度及现场安装条件， 协助客户评估合适的加工方案。