技術名稱 提升先進製程及工業自動化的仿生黏著科技
計畫單位 國立高雄大學
計畫主持人 鍾宜璋
技術簡介
去年本團隊開發仿生乾式膠帶,獲得2019未來科技突破獎,媒合多家企業合作和開發,經過往復討論交流、修改膠帶特性和實地驗證,我們發現仿生膠帶是一個絕佳的生產機器或治具與產品接觸的介面,在工業應用上可以隨時結合又輕易分開不留殘膠,於是開發可以應用於工業自動化的仿生黏著系統,改善自動化過程中機器與物件的介面,增進生產效率和良率。
目前在自動化生產上需要用到膠帶黏著的場域很多,產線過程有固定、保護和抓取的需求,需要利用膠帶的特性是可重覆黏貼且不可殘膠,使其可以便利工業化生產。傳統膠帶具有很高的初黏性和保持力,適合長時間黏貼且大荷重的使用情境,在民生用途上有大量的使用;但用在自動化生產上則會有黏性過大、不易撕開、容易殘膠、且不耐高低溫或特用環境等問題,使得工業產線的開發受到極大的限制。我們設計新穎的仿生乾式膠帶,結合凡得瓦力和真空力,具有特點如下:(1)無殘膠;(2)異方性黏著;(3)可隨應用場域調整的附著力;(4)易剝離;(5)可重複黏貼;(6)可耐高低溫。應用上容易剝離並重複使用而無任何殘膠,故可提供工業自動化過程中需要的暫時固定、保護表面、傳送、抓取、定位釋放等功能。
本技術開發設備、治具與膠帶的結合系統,經由模擬抓取固定的環境和物件形貌的計算,視覺辨識系統的建模,再到整合的仿生黏著資料庫作出決策,進而設計許多獨一無二的可黏貼治具和介面。目前開發的獨特技術如下:
1. 先進製程應用:先進科技製程中的晶片研磨、拋光、鍍膜、切割、封裝等製程;光學元件廠的玻璃固定、真空鍍膜等製程;電子廠中的貼焊(SMT)製程中的印刷、回焊等處理,均需要特別應用固定和容易釋放的黏著介面。許多製程廠商提及目前國內外均缺少類似黏著系統,尤其是真空鍍膜製程,需要有低逸氣、耐高溫和耐重的膠帶,本技術開發可以長時間承受230 oC以上的雙面乾式膠帶,結合治具和載具,可提升先進製程加工的效率和良率。
2. 仿生夾爪設計:目前自動化製程常要用到機械手臂和機器人,以便抓取和傳送物件或產品,結合機器手臂的夾爪有許多開發,但是對於曲面、薄片、不規則形狀、不同材質表面的物件,都缺少可以廣泛夾取應用的夾爪。本技術開發一款新穎仿章魚吸盤夾爪,利用機械致動和表面黏著原理產生真空吸盤,可以抓取不同物件;也開發一款夾爪陣列,可抓取不規則物件,且可作為攀爬裝置;同時也開發可以抓取薄片和書頁的仿生夾爪和義肢,更加接近手指的動感。
科學突破性
科技業的先進製程和工業自動化生產過程經常大量使用膠帶,但往往不易撕貼又殘膠,我們開發的仿生黏著系統,提供工業上固定、保護和抓取的需求,利用仿生膠的無殘膠、易剝離、可重複黏貼、附著力可隨應用調控的特色,結合機械致動設計,開發獨有的軟性夾爪可抓取各種物品,也產出先進耐高溫和應力的貼片治具以協助工業量產。
產業應用性
仿生膠帶結合治具和設備可應用於先進製程所需的無逸氣、無殘膠、容易撕貼、耐高溫處理等需求,故可提升製程中晶片搬運、研磨、拋光、鍍膜、切割、焊線、封膠、電磁干擾屏蔽等產線製程效率和良率;且仿生軟性夾爪的設計可以協助產線上抓取不規則形狀、多種材料、和不同重量物件的需求,將可解決大多數工業自動化抓取的問題。
關鍵字 仿生乾式膠帶 仿生夾爪 工業自動化 先進製程 黏著系統 無殘膠 重複撕貼 耐高溫 無逸氣 易剝離
備註
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  • 李筱翎
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