在絕大多數的狀況下，機械拋光會相較於化學拋光環保，其原因在於1.中間使用的拋光技術，2.拋光材料選擇，3.廢棄物處理，4.能源能耗等。
現代的製造工藝中在環保議題上除了關注於單一環節，更關注整體加工技術對環境的影響。
如何讓現有高碳排的拋光製程更環保、節能，或許我們可以考慮來聊聊替換現有工藝改加入機械拋光進製程之中。
拋光：是使用物理機械或化學藥品降低物體表面粗糙度的工藝。 拋光技術主要在精密機械和光學工業中使用。 拋光後的工件表面光滑具有良好的反射效果。
目錄
什麼是機械拋光?
機械拋光是一種利用金屬表面的塑性變形或切削作用，通過去除表面凸起區域來實現光滑效果的技術。
常用的拋光工具包括砂紙、研磨盤和拋光墊。當需要達到高品質的表面光潔度時，則需採用超精密拋光技術，並結合金相研磨機等輔助設備。
超精密拋光的核心在於使用專用的研磨工具，將其壓在工件表面上，並在含有磨料的拋光液中高速旋轉進行加工利用該技術可以達到 Ra0.008μm以下的表面粗糙度。這一過程能夠進一步提升表面質量，實現極高的光滑度。
優點
- 提升材料表面的光澤度和質感。
- 為後續加工:如鍍膜或塗層等提供平滑的基礎。
缺點
- 對操作技術要求較高，尤其是實現高光潔度時。
- 對於形狀複雜的工件可能不均勻。
- 加工過程中可能產生粉塵或噪音，需注意環保和安全措施。
超精密拋光
超精密拋光技術是一種專門用於改善材料表面品質的技術，特別適合用於高精密度需求的應用領域。
以下是幾種常見的超精密拋光技術：
※粗體皆為有涉及化學性質的技術
- 化學機械拋光 (CMP)
- 磁流體拋光 (Magnetorheological Finishing, MRF)
- 離子束拋光 (Ion Beam Polishing)
- 超聲波拋光 (Ultrasonic Polishing)
- 電化學拋光 (Electrochemical Polishing, ECP)
- 激光拋光 (Laser Polishing)
什麼是化學拋光?
化學拋光是一種利用化學反應來去除材料表面微觀凸起，從而實現光滑和平整表面的方法。
與機械拋光不同，化學拋光不依賴外部機械力，而是通過將工件浸入特定的化學溶液中，利用溶液與材料表面發生選擇性溶解來實現拋光效果。
化學拋光得到的表面粗糙度一般為數 10μm。
優點
- 可拋光形狀複雜的工件。
- 一次性可對多個工件進行處理，適合大規模生產。
- 操作簡便不需要特殊的機械設備，僅需合適的化學溶液。
缺點
- 使用的化學溶液可能具有腐蝕性或毒性，需注意操作安全和廢液處理。
- 並非所有材料都適合化學拋光，某些材料可能對特定溶液不穩定。
- 雖能改善光潔度，但是對尺寸公差的控制不如機械拋光精確。
- 可能導致亮度不均勻。
(延伸閱讀:六種 模具拋光 ，你認識了多少？)
為什麼機械拋光會比化學拋光來的環保?
機械拋光通常被認為比化學拋光更環保，主要原因與材料使用存放及過程、廢棄物處理以及對環境和人員的影響有關。
| 機械拋光 | 化學拋光 | |
| 使用的材料 | 如研磨盤、拋光墊等或機械設備進行表面處理。 通常僅需要少量的拋光液或水，材料大多為物理性的，對環境影響較小。 | 需要強酸、強鹼或其他腐蝕性化學品如:硝酸、氫氟酸等來溶解和平整材料表面。 不僅具有毒性，還可能對水源和土壤造成污染，需要進行廢棄物處理。 |
| 過程的加熱需求 | 在室溫下進行，對外部加熱的需求幾乎沒有，大幅降低了能源消耗。 | 有些需要在高溫條件下進行，提高化學反應速率如:加熱酸鹼溶液。 加熱過程中的能源需求顯著增加，尤其是在工業規模操作中。 |
| 廢棄物處理 | 主要是固體廢料如:金屬粉末、研磨殘渣。 這些廢料較易回收或處理，不易對環境造成長期影響。 | 化學廢液可能含有重金屬、酸鹼性或其他毒性化合物，如果處理不當，會造成嚴重污染。 廢液的回收和中和處理也更耗能。 |
| 能源消耗 | 通常是在機械設備運行，對電力的需求相對可控，且不涉及化學品生產的額外能源消耗。 | 除了進行拋光本身，這些化學品需要進行生產、包裝、存儲和運輸。 這些環節都會產生額外的碳排放，因此碳排放量和能源需求通常高於機械拋光。 |
| 材料的存放 | 如:砂紙、研磨盤、拋光墊、拋光液不需要特殊的儲存條件，能耗和碳排放都相對較低。 | 化學品需要專門的倉儲設施來保持穩定性和安全性如:溫控、耐腐蝕儲存罐。 這些倉儲會消耗能源，並且不斷排放溫室氣體。 |
| 對健康的影響 | 加工過程中可能產生粉塵或噪音。 若有良好的通風和防護措施，對操作人員的健康影響較低。 | 化學品的毒性和腐蝕性可能危害健康如:引發呼吸道、皮膚或眼睛的刺激。 工作場所需要更嚴格的防護。 |
推薦的拋光工具
奈米鑽石拋光液 / 研磨液 / 懸浮液 >>>拋光液
- 較適合：機械操作
- 狀態：液體狀(油性/水性/醇類)
- 拋光時可以搭配雙面研磨機、化學機械拋光(CMP)、金相研磨使用
- ※因磨料為游離狀態可對物件大範圍進行拋光
- ※如果工件表面還很粗糙可以選擇粒徑較大的拋光液使用
氧化鋁(鈰)拋光液 / 研磨液 / 懸浮液 >>>拋光液
- 較適合：機械操作
- 狀態：液體狀
- 適用範圍:一般做為鑽石膏之後做使用
- ※在工件上會有修復拋痕的功用
- ※氧化鈰建議搭配工具並以低速做使用
拋光墊 / 研磨墊 >>>> 金相耗材
- 材質：
- 含磨料：氧化鈰拋光墊、鑽石樹脂研磨盤、電鍍鑽石研磨盤
- 不含磨料：蠶絲、牛皮、聚氨脂(黑色絨布)、編織、絨毛、多孔、硬布、軟布等
結論
機械拋光比化學拋光更環保的原因在於，它沒有使用腐蝕性或有毒的化學溶液，從而減少了對環境和操作人員的危害。同時，機械拋光產生的廢棄物主要是固體磨料或粉塵，相對易於回收和處理，對水源和土壤的污染風險較低。這使得機械拋光成為在追求可永續發展和環境保護的製造過程中的優先選擇。
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