輕量化抽屜滑軌製程技術研究

摘要：市售抽屜滑軌多以鋼板彎折成形後組裝而成，多用於一般櫥櫃及工作櫃等，然而在模具或倉儲等抽屜滑軌，往往因需承受較大載重而需加大產品尺寸及厚度，造成抽屜滑軌整體重量增加。有鑑於此，抽屜滑軌廠近年正積極評估以鋁合金取代鋼鐵材料，藉由鋼鐵高強度與鋁合金輕量化之特性，在保有相當之產品強度下減輕抽屜滑軌之重量。

本次主要研究鐵鋁複合抽屜滑軌取代鋼鐵製滑軌之可行性。藉由參考常用三件式抽屜滑軌樣式，設計符合需求之鐵鋁複合抽屜滑軌，再根據所設計之產品強度，評估選用適合之鋁合金材料，同時為求未來能導入量產，將以直接擠型生產鋁合金軌條。依據鋁合金軌條之截面設計，開發適用之鋁擠模具，並以DEFORM進行電腦輔助模擬分析（Computer Aided Engineering, CAE） ，評估鋁擠製程之相關擠製參數，包括擠壓比、擠製溫度、擠壓速度等，以確立模具及製程設計。再將所得之參數條件經實際擠製鋁合金軌條實驗，以驗證模擬結果，並將滑軌經硬度檢測及產品測試，以評估鐵鋁複合抽屜滑軌取代鋼鐵製滑軌之可行性。

Abstract: Telescopic rails are usually fabricated by roll forming and are used mostly for kitchenware and cabinets. When they are used in dies and warehouses, the product weight of telescopic rails is increased because larger dimensions are required to bear larger loads. For this reason, suppliers actively evaluate aluminum telescopic rails, in hopes of reducing the weight of rails by the high strength of steel and the light weight of aluminum alloy.

In this study, the process and functional feasibility of telescopic rails of Fe-Al composite material were discussed. The Fe-Al telescopic rails were designed according to ready-made telescopic rails, and the aluminum alloy was selected according to required mechanical properties. The suitable extrusion die was designed according to the cross-section of telescopic rails, and DEFORM software was used in CAE to evaluate the parameters of extrusion ratio, extrusion temperature, extrusion speed, and so on. Then the experiment on the extrusion of aluminum rails was carried out by an extruder to verify simulation results. The rails were tested in hardness and other properties, and were evaluated for feasibility of Fe-Al telescopic rails.

關鍵詞：抽屜滑軌、輕量化、鋁擠型

Keywords：Telescopic Rail, Light-Weight, Aluminum Extrusion

前言
現有櫥櫃、衣櫃或車輛前置物櫃等抽屜，為求能抽拉滑動，需裝設滑軌，而因應不同抽屜產品設計而有樣式不一之抽屜滑軌。一般常見之抽屜滑軌如圖1所示，主要用於傢俱及櫥櫃等抽屜之滑動組件，目前多以鋼鐵為主要材料，並藉由輥壓成形（roll forming）成特定形狀作為主要成形製程。目前鋼鐵製抽屜滑軌佔國內總產值高達95 %，製造技術已相當成熟，然因其產品技術門檻較低，近年受國外廠商低價競爭搶單影響，國內訂單量已逐漸流失，因此為避免陷入削價競爭之惡性循環，產品技術極需轉型升級。

鋁合金比重僅約鋼鐵3分之1，其質輕特性常用於產品減重使用。鋁合金近年來於已被業者逐漸應用於抽屜滑軌市場，雖產值僅約佔5 %，但其質輕特性，可應用於設備輕量化及需要快速反應之滑軌產品，如用於一般傢俱之櫥櫃滑軌、餐桌滑軌，用於3C產業之伺服器櫃滑軌、伺服器導軌，及用於高載重之工具車抽屜滑軌、模具滑軌等，因此鋁合金滑軌使用量有逐年提升之趨勢。一般鋼鐵製滑軌載重約80~120公斤，若要用於較高載重使用，常需有多層設計，如圖2所示，為三件式鋼鐵製抽屜滑軌，可承載重量在160公斤以上，但三件式滑軌不僅組件重量過重，且需要相當大的組裝空間，因此在設計考量上並不理想。而國內現有鋁合金滑軌雖能有效減輕組件重量，但載重能力多未達160公斤，其主因為製造技術及產品設計能量略有不足，因此若能開發高品級輕量化抽屜滑軌，藉由製造較高強度之鋁擠型材，並結合鋼鐵板材，可同時達到輕量且高載重之目的。

本研究擬開發之滑軌樣式，參考現有量產型之抽屜滑軌，以鋁擠型材取代部份鋼鐵板材，可達到輕量化訴求。以三件式抽屜滑軌（如圖2所示）為設計藍圖，並參考國外鋁合金滑軌之產品設計，將中層板材以鋁合金型材取代，預期載重能力需達160公斤。滑軌開發可分為兩部份，包括：滑軌產品輕量化設計技術及鋁合金軌條擠型技術。