從傳統到智慧　金晶打造鑄造業數位綠色雙轉型

走進金晶矽砂公司位於苗栗銅鑼的中興廠，矽砂屯聚如連綿山丘。黃褐色砂堆，開採自苗栗礦區；進口自越南的，則稍顯白；而來自澳洲的矽砂，因純度最高，在陽光照射下，捧在手心隱隱透著光，晶瑩如鹽。

廠房一隅，擺放著目前台灣業界唯一的3D列印砂模機，在近年經驗與技術的積累下，正承載著驅動台灣鑄造業綠色升級的動力與夢想。

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五天完成打樣 效率與環保的雙贏

金晶矽砂與光瑩礦物、金松化工等公司同屬金晶集團，主要販售矽砂及樹脂、硬化劑等鑄造相關材料，供應給鑄造及玻璃業等，台灣鑄造廠製作砂模的相關材料約65%都是金晶提供。

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傳統鑄造製程繁複，從人工接單、設計模具，到完成鑄件打樣，整個流程約需2.5個月。若考慮台灣製模師傅不多，案件往往得排隊等待，時間更是漫長。

2015年，金晶矽砂在政府輔導下導入3D列印製作砂模，2020年更參與金屬工業研究發展中心的計畫，成立國內第一家3D列印鑄造服務中心，設置D-Casting數位鑄造服務平台，由金晶整合鑄造業上中下游，包括鑄造廠、加工廠、模具廠等，在一條龍的服務下，約5天即可完成打樣。

從減法製造到加法製造 鑄造節能減碳新模式

在傳統鑄造下，須先製作木模、金屬模，將模型放入造型箱翻砂造模，而透過3D列印，能直接造出砂模；而透過模流分析，毋須真正生產試做，就能透過電腦分析預先模擬模具內金屬液流動及凝固情況，檢討模具方案。

少幾個流程，實務上可是大大減省物料、能源、人力和時間。「每一個動作都會有CO2，時間與製程減少，就是節能減碳。」金晶關係企業執行長羅文龍解釋，除省去製作木模、金屬模外，以傳統做法，光一個鑄件，可能就要開好幾套砂模製作後才能組裝完成，端看鑄件複雜程度；透過3D列印，放入圖紙後就能自動運作，不需人力，且只要一套模具就能讓鑄件一體成形。

金晶國際先進事業處經理陳一中形容，傳統製模是減法製造，如做手工餅乾一般，「會先把麵團揉好，然後拿模具這樣一塊一塊（壓出餅乾的形狀），那剩下的就要丟掉了，或是再揉，但是再揉前面做的這些功夫，還是有成本的」；而3D列印相對就是加法製造，「我要的我才噴樹脂、硬化，需要的地方才被生產出來。」

過去沒有模流，羅文龍說，「包括澆鑄要開幾個口，要開什麼口徑，用公式去算，或用想像，至於澆鑄出來結果怎樣？不曉得。」製成後發現缺陷得反覆修改，產生廢料，也耽擱時間。

「我們有一個鑄造廠的客戶，員工平均年齡是63歲，是70幾歲的老師傅帶著30幾歲的移工在做。」陳一中認為，隨著3D列印設備價格下降，以及台灣造模師傅日漸高齡化，3D列印在鑄造業的發展可期。

再生砂不只有效減廢 鑄件品質再提升

由於每個砂模只能一次性使用，因此在發展綠色製程上，除了3D列印，金晶也推動廢砂回收再生。

羅文龍解釋，當砂模經高溫澆鑄後，模具崩散了，金晶就從鑄造廠回收，除掉不要的金屬碎屑，透過焙燒、冷卻、研磨造粒、篩析等過程後，再以新砂、再生砂各半的比例投入運用。

再生砂不只減廢，還能提升鑄件品質。新砂遇熱時，膨脹係數為1.7%，但焙燒後膨脹率少了一半，能提高鑄件的尺寸穩定度。羅文龍比喻，「跟爆米香一樣，爆過之後的米香再爆一次，它就不會再變大了嘛。」金晶矽砂協理范整明提到，日本一些公司的精密鑄件，甚至要求以100%的再生砂造模製作。

設備大改造 耗能減少、單位產量大增

金晶也引進先進設計改造乾燥機與篩機，提升單位產能、降低耗能，連帶集塵設備需求也降低。此外，集團內4個砂廠也從早期燃燒重油改由天然氣取代。

金晶集團已完成首次碳盤查，產品碳足跡則預計在2025年完成認證。身兼低碳產業永續發展聯盟副理事長的羅文龍霸氣地說，「既然當龍頭企業，我們就要先做」，除了積極鞭策公司內部節能減碳，他也樂於向業界分享實務經驗及相關資訊。

從D-Casting到節能減碳，透過資訊的開放與流通，金晶帶頭打破台灣傳統鑄造產業各自為政的營運作法，因為唯有站在巨人的肩膀上，才能看得更遠，以更大的接單優勢，應對全球化的競爭，迎接永續發展的挑戰。

（中央社）