深度技術解決方案供應商 Gradel 與盧森堡科技研究院（Luxembourg Institute of Science and Technology, LIST）攜手合作，開發出獨特的超輕量化技術。
Gradel 公司自從近 60 年前在盧森堡成立以來，一直以創新作為其核心。該公司最初為核能產業開發特殊應用機台，這項業務至今仍占營收40%，而同時也開發出一項專利製程，用於製造建築及車用玻璃鍍膜所需的金屬濺鍍靶材（spluttering targets）。然而，2010年跨足太空市場的決定，開啟了 Gradel 在超輕量化技術領域的全新篇章。
獨特科技
執行長 Claude Maack 回憶道：「我們最初是開發機械式地面支援設備，但我們也希望能製造衛星用的飛行硬體零組件，而這類零組件必須要非常輕量。這促使我們開始投入輕量化材料的研發。過去五年來，我們開發出一項全新且可應用於複合材料製造產業的技術：Gradel 機器人積層製造技術（Gradel Robotic Additive Manufacturing），並以 GRAM 為品牌名稱進行商業銷售。」
GRAM 技術採用仿生設計理念。該技術使用連續纖維絲，包括碳纖維、玄武岩纖維、彈性纖維、大麻纖維或亞麻纖維。這些纖維在自行研發的機器人設備上浸漬任何樹脂，以建構大型且複雜的 3D 結構。所製造的複合材料會依據負載方向進行強度配置，精準控制用量並包含安全邊際。「結構之間只剩空氣，所以不可能再更輕了，」Maack 先生表示。
他進一步指出，使用的複合材料經過高度優化。「傳統製程需要鑽孔並切斷纖維才能注入樹脂，但我們採用環繞定位銷（pin）的方式處理纖維。這使我們在節省 70% 材料的同時，還能承受高於競爭對手製程五倍的負載。即使將安全係數提高一倍，我們的零件仍然保持超輕量化特性。此外，我們的製程完全不產生廢料。」
這種超輕量化的 3D 結構可節省高達 70% 的重量，同時完全符合技術規範要求。對運輸產業而言，這不僅能降低直接成本，還能大幅減少二氧化碳排放。這項技術獨特且能與所有現有的前瞻複合材料製程相輔相成。
產學研合作
Gradel 與盧森堡科技研究院（Luxembourg Institute of Technology, LIST）合作開發這套擁有專利的 GRAM 輕量化結構纏繞設備，並在歐洲太空總署（European Space Agency, ESA）的監督下進行研發專案，合作夥伴還包括空中巴士（Airbus）、Thales Alenia Space 及 OHB 。當 LIST 成立永續複合材料暨製造創新中心（SCMM Innovation Centre）時，Gradel 立即加入並成為會員。
「我們的技術能為航空領域帶來巨大的附加價值。」
Gradel 執行長 Claude Maack
目前已啟動兩項合作計畫。第一項是與豐田（Toyota）合作，運用 Gradel 的纏繞技術開發氫氣儲存槽。研究比較兩種不同樹脂：現成的市售解決方案，以及 SCMM 開發的 vitrimer 樹脂。「Vitrimer 樹脂在複合材料產業代表著一項革命性突破，因為纖維可以從樹脂中分離並重新處理。這使得複合材料從設計端就實現完全循環，」Maack 先生表示。
第二項合作計畫旨在為空中巴士飛機的艙門鉸鏈製造輕量化結構，展示該技術能完全符合機械強度、剛性等各項要求。「我們的技術能為航空領域帶來巨大的附加價值，」Maack 先生強調。而該公司也逐漸擴展至國防應用領域。
卓越的團隊
然而，這僅是合作的開端。「相較於其他研究中心，SCMM 是優秀的合作夥伴，願意致力於更接近市場端的技術開發，」Maack 先生表示。「SCMM 的會員資格也讓我們能與重要的產業夥伴保持定期聯繫。」
但最重要的關鍵在於團隊。「他們真正理解不能只做研發，還需要將解決方案對應到產業化的需求。他們擁有傑出的專家，並在 vitrimer 塑料領域處於領先地位，這對未來的複合材料發展至關重要。」
「相較於其他研究中心，SCMM 是優秀的合作夥伴，願意致力於更接近市場端的技術開發。」
Gradel 執行長 Claude Maack
Gradel 的目標是在未來十年內使其技術成為產業標準。為了更進一步發展，公司正與最近在盧森堡設立的南韓企業 Data Design Engineering 合作，致力於在整個 GRAM 製程中導入人工智慧。「我認為輕量化產業將主導我們未來幾十年的發展方向，」Maack 先生總結道。
照片來源：盧森堡創新局 / Jessica Theis