图1. 主办单位长官与业界领袖合影
在今年首度于台中国际会展中心盛大举办的台湾国际工具机展（TMTS 2026）期间，汉鼎智能科技受邀参与由经济部产业发展署及财团法人精密机械研究发展中心（PMC）所主办的技术交流活动。本次活动汇聚多位半导体设备产业领袖发表专题演说，活动报名踊跃，现场座无虚席。
会中，汉鼎智能科技 资深协理朱世煌受邀针对现今加工产业面临的转型痛点，发表了「金属加工跨入陶瓷硬脆材料加工」专题演讲，通过指针性客户的案例分享，深入剖析传统金属加工业者是如何通过导入了汉鼎的超音波辅助加工技术，成功抓住半导体与AI时代的供应链新商机!
传统精密加工的十字路口：迎战 AI 芯片商机
近年来，精密加工产业面临了巨大的挑战 。市场竞争日益加剧，传统金属加工的毛利率不断受到压缩，利润逐渐下降 。
在AI服务器芯片爆炸性需求的浪潮中，许多加工厂开始将目光转向半导体设备、先进封装所需的高端材料，满怀希望地接下了「半导体应用陶瓷加工」的新订单 !
AI 算力背后的隐形功臣：为什么「陶瓷」变成了主角？
關鍵指標一：熱膨脹係數（CTE）的極致要求
随着NVIDIA等领导厂商推动的AI芯片性能不断翻倍，先进封装技术（如CoWoS, CPO等）与热管理成为了算力能否稳定发挥的关键。传统金属材料在面对 AI 芯片极端的高温与电浆环境时，常因热膨胀系数（CTE）不匹配或不耐腐蚀而造成珍贵的AI芯片寿命大幅缩短损坏的问题。
關鍵指標二：嚴苛環境下的材料穩定性
因此，具备优异热性质与稳定性的碳化硅 (SiC)、氧化铝 (Al2O3) 陶瓷，以及铝碳化硅 (AlSiC) 等复合材料，已成为 AI 芯片散热载板、测试治具及半导体设备零件的首选。这股浪潮为精密加工业带来了高毛利的新订单，却也带来了全新的制程挑战。
图2. 朱世煌协理分享「金属加工跨入陶瓷硬脆材料加工」专题演讲
机会与挑战并存：陶瓷加工为什么这么难搞？
然而，机会来了，问题也跟着来了。
真实案例：一家金属加工厂的转型血泪史
朱协理在演讲中分享了一个深刻的案例：2025 年初，一家专精于「金属散热模块」的加工厂，因面临毛利下滑的红海竞争，积极寻求转型。好不容易在下半年争取到了一批陶瓷材料的打样订单，却陷入了长达数月的试错痛苦。
「他们把厂内所有的刀具、夹具交叉测试了一遍，结果却是不断的失败。」朱协理提到，最常见的状况就是：陶瓷边缘严重碎裂（Chipping）以及刀具异常磨损。
材料特性的根本差异：硬度与断裂韧性（Fracture Toughness）
这背后的科学原因在于材料特性的巨大差异：陶瓷硬度极高但断裂韧性（Fracture Toughness）极低。若用传统金属「切削」的思维去处理，就像是在「碰瓷」，一碰就碎。这迫使加工厂必须迎来第一次思维转变：从「塑性除料」转向「脆性磨料」机制，将切削改为微观研磨。
表1. 材料硬度与韧性对照表
| 材料 |
莫氏硬度(Mohs) |
断裂韧性(Mpa*m^1/2) |
特性说明 |
| 钻石 (Diamond) |
10 (Maximum) |
Very Low (1.5 ~ 5) |
最硬但也最脆。 能够切削所有材料，但遇到震动或冲击极易发生「脆性断裂」（崩刀）。 |
陶瓷类 (SiC, Al2O3)
碳化钨 (WC) |
9 ~ 9.5 (Very High) |
Extreme Low (Approx. to 0) |
硬度极高且一敲就碎。 如玻璃或陶瓷，加工困难，通常需要使用超硬刀具进行加工。 |
| 硬化钢、铬 (Cr) |
8 ~ 8.5 (High) |
Moderate |
兼具一定硬度与金属的基础韧性，比一般钢材难切削。 |
| 一般钢材(如 SUS 不锈钢) |
4 ~ 5 (Moderate) |
Very High (200+) |
极度坚韧。 受到巨大冲击会凹陷变形，但不容易整块断裂，是最常见的工程材料。 |
| 鋁 (Al) |
3 (Low) |
High |
质地软且具有良好的延展性与韧性，相对容易切削与加工。 |
图3. 硬脆材料与传统金属材料的特性差异说明
魔鬼藏在细节里：为什么换了钻石刀具还不够？
关键挑战：粉末沾黏
许多业者认为换上钻石磨棒就能解决问题，但实战中却遇到了更隐晦的挑战：粉末沾黏。
该客户发现，换上钻石刀具后，一开始声音是对的，但加工几次后机台又开始传出异声。拆下刀具发现，研磨下来的细微陶瓷粉末死死地黏附在钻石颗粒上。当钻石被粉末包覆、裸露度不足时，刀具就完全失去了磨削能力。
这正是为什么「光换刀具不够，必须导入超音波辅助加工」的内核理由。
解决新问题，必须找出新方法与「思维转变」
要成功跨入硬脆材料领域，加工厂必须迎来一次彻底的思维转变 ：
-
加工方式的转变：从传统的「切削」转变为「研磨」 。
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刀具选择的转变：从泛用的钨钢刀具，全面升级为硬碰硬的「钻石刀具」 。
-
除料机制的转变：从金属的「塑性除料」观念，转为适应硬脆材料的「脆性磨料」机制 。
在这个过程中，如何兼顾加工效率与切削力，同时完美控制表面品质并抑制裂纹产生，成为了提升良率的决战点 。
汉鼎解决方案：超音波辅助加工的「自修锐」魔法
为了解决粉末沾黏与加工效率问题，该客户最终导入了汉鼎的超音波辅助加工模块。
每秒两万次高频微震动带来的革命性突破
通过每秒20000次以上的高频微米级震动，为制程带来了革命性的突破：
突破一：磨棒自修锐（Self-Sharpening）
高频震动产生的微观机制能震掉底层结合剂，让新的钻石颗粒持续裸露，确保刀具始终保持在锋利的加工状态。
突破二：顺利排屑，杜绝沾黏
震动机制能有效震落并带走陶瓷粉末，避免二次刮伤工件，彻底解决粉末沾黏导致的停机问题。
突破三：消除应力与降低阻力
显著降低切削阻力与残留应力，将陶瓷边缘裂纹发生率降至最低。
图4. 超音波辅助加工原理说明
转型成功的隐形关键：相信自己做得到的「企业家精神」
相信自己做得到的决心
演讲最后，朱协理强调，技术设备只是工具，转型成功真正的关键在于「相信自己做得到的企业家精神」。
陶瓷加工之路一定会遇到挑战，但对于那些将问题视为「必经过程」并积极寻求解决方案的业者来说，这只是时间问题。
现有机台无痛升级，实现双重战力
汉鼎智能科技的角色，就是提供最稳定、兼容于 90% 以上 CNC 机台的超音波模块，让业者无需斥巨资更换特种机，就能无痛升级，实现「既能硬脆、也能金属」的多重战力产线。
面对高附加价值的半导体与 AI 材料市场，汉鼎与您同在。让我们通过技术升级，帮助您的产线顺利跨越硬脆材料的加工门槛，精准卡位全球 AI 供应链！
图5. 兼容于汉鼎超音波辅助加工模块之工具机厂牌举例
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