機械加工，包括材料的精確切割及成形，是製造業的核心工序，隨着具備極高強度及硬度的先進材料獲廣泛採用，傳統技術漸漸難以達到所需的精密度。香港理工大學研究團隊研發了一項突破性機械加工技術，在金剛石切削過程中耦合原位激光與磁場，提升切削流暢度與加工表面精度，同時減輕材料的亞表面損傷及降低刀具磨耗。此項雙場技術展現了超越其他現有能量場輔助切削技術的卓越效能，有望在更多難加工新型先進材料上實現超精密加工。
由理大工業及系統工程學系教授及超精密加工技術全國重點實驗室副主任杜雪教授與其研究團隊獨創的多能量場耦合輔助超精密加工技術，名為「原位激光－磁場雙場輔助金剛石切削」（LMDFDC）。相關研究成果已刊登於國際期刊《國際極限製造雜誌》（International Journal of Extreme Manufacturing）。
理大研發激光與磁場雙場輔助金剛石切削技術。理大圖片
原位場加工是指在機械加工過程中，將激光或磁場等外部能量場，同步直接施加於切削區域。現有的能量場輔助技術均存在一定局限，例如激光場雖能軟化硬脆材料，令其更易被切削，卻有機會因過熱導致材料熔融損傷；磁場可減小切削阻力、強化散熱以令切削過程更順暢，但其效果在不同材料間表現不穩定，且無法避免在高性能材料（如高熵合金）中因硬質顆粒脫落而造成表面劃痕。
LMDFDC通過結合激光及磁場，令兩者優點得以協同發揮，同時克服各自不足。研究團隊在高熵合金工件上，分別採用新技術和另外三種加工方式以進行比較，包括僅激光切削、僅磁場切削及無任何外場切削。他們利用了一系列先進分析工具，從表面形貌特徵、亞表面演化規律，乃至原子尺度的結構特性等多個層面，觀察材料的變化。
理大杜雪教授與其研究團隊。理大圖片
結果顯示，在「熱—磁—機械」多物理協同作用下，LMDFDC將加工性能提升至單一能量場無法達到的精度程度。具體而言，技術通過磁場增強熱傳導，抑制激光引起的熱損傷，同時利用激光軟化硬顆粒以避免劃痕，並提升切削穩定性，從而令完成品表面更平滑、亞表面損傷更少。雙場耦合效應還防止了因嚴重摩擦導致的刀具邊緣積屑，以及高溫引致的刀具快速損耗，顯著降低刀具磨損，延長其使用壽命。
走在先進製造技術研究的最前沿，杜雪教授在2017年帶領團隊首次提出磁場輔助金剛石切削技術，提升了難加工材料的可製造性。她表示：「隨着時代發展，單一能量場輔助加工技術越來越不足以應付新型高性能材料的超精密加工，尤其是新興的高熵合金。這種金屬材料兼具優異的強度與穩定性，在先進工程應用上具高度吸引力，特別於航天、能源等高端領域發展潛力龐大。LMDFDC正為這類新材料的加工帶來了技術突破，更開闢了超精密製造技術的嶄新發展路徑。」
理大杜雪教授。理大圖片
除了引入這項變革性的雙場輔助加工技術， 研究亦探究了當雙場同時被應用時，材料產生的反應、其內部發生的變化，以及這些變化帶來的具體效能提升。這深化了學術界對材料變化背後的科學原理及機制的理解，填補了多能量場加工領域中的知識缺口，對未來因應不同先進材料作技術設計具關鍵意義。
杜教授補充：「這項研究是首次全面探究激光與磁場在超精密加工中，如何產生協同效應，以及其與單一場效應有何不同。研究成果對於推動與多物理場加工理論相關的前沿學術發展，以及發掘創新加工技術帶來了重要貢獻。」
研究團隊目前正對這項創新技術進行專利申請，並計劃未來探索更多不同能量場的協同組合，為新一代高性能材料的製造提供更豐富且可靠的技術途徑。
此項研究獲得國家自然科學基金委員會的「面上項目」，以及香港特別行政區政府研究資助局的「優配研究金」和創新科技署創新及科技基金的「內地與香港科技合作資助計劃」資助。
在全體應對氣候變化之際，香港正積極配合國家「雙碳」戰略及大灣區綠色發展佈局。為助力香港於2050年前實現碳中和目標，香港理工大學科技及創新政策研究中心今日(5月4日)聯同電動車研究中心合辦「香港新能源發展研討會」，匯聚頂尖專家、學界與產業代表，共同探討電動車普及、智能充電、氫能基建及低空經濟等關鍵領域的系統性發展藍圖。多位與會專家指出，香港須從「試點階段」邁向「規模化落地」，透過電網升級、標準共建與產業鏈協作，打造大灣區綠色轉型的重要樞紐。
理大科技及創新政策研究中心聯同電動車研究中心合辦香港新能源發展研討會，探討新能源汽車、智能充電及低空飛行器等領域。理大圖片
開幕聚焦電網承載力與充電瓶頸
理大高級副校長（研究及創新）兼科技及創新政策研究中心主任趙汝恆教授致開幕辭時表示，香港新能源轉型須以電力系統承載力為核心，推動新能源由點至面全面鋪開。他強調，電動車的規模化普及是能源轉型中可見度最高的一環，但其發展正面臨充電體驗不均、電網承載壓力等瓶頸。為此，他提出三大重點策略：
第一，以需求為本「按區補短板」，在充電缺口或增長快速地區制定清晰目標，兼顧快充與住宅充電的公平性；
第二，推動「智能充電與需求側管理」，透過利用非高峯時段充電及加強與電網協同，緩解用電高峯負荷壓力；
第三，加速「綠電與儲能協同部署」，提升本地零碳電力比例，確保減排效益可驗證。
理大高級副校長趙汝恒教授表示，香港新能源轉型須以電力系統承載力為核心。理大圖片
專家剖析充電標準與無線充電趨勢
在主題演講環節，理大電動車研究中心聯合主任兼電能工程講座教授鄒國棠教授剖析全球充電標準競爭與無線充電趨勢，強調基礎設施與互通性將成為電動車普及的關鍵。鄒教授指出，全球電動車滲透率正快速提升，但充電基礎設施仍然落後且分佈不均，各國在轉型角力中亦反映出全球標準的碎片化。他認為，無線充電技術雖尚未成熟，卻展示出比有線系統更具便利性與智能化的潛力。
理大建築環境及能源工程學系兼科技及創新政策研究中心助理教授（研究）陳家聰博士進一步指出，新能源車轉型不僅是換車，更是基建與系統工程。他分析，小型車以電動化最具效率，但重型運輸需因工況權衡電池與氫能。香港應以地理資訊系統（GIS）與智能充電提升佈局與體驗，並同步推動綠電與電網升級，讓減碳與交通效率、產業發展可以同時發生。
探討低空經濟與產業化路徑
香港城市大學能源與環境學院電能工程講座教授劉春華教授展示香港在低空飛行器電機系統的研發優勢，認為透過創新科技與政策支持，可推動低空經濟與機器人產業在大灣區發展。他具體剖析了各種新型電機系統的拓撲結構與應用特點，以及在低空飛行器推進系統和機器人關節驅動中的機遇。
信能低碳有限公司執行董事蘇達文先生則從產業角度指出，電動車是香港邁向低碳交通的重要方向，但其發展不僅取決於車輛普及，更有賴充電基建、能源管理、政策配套及市民使用習慣的共同成熟。他認為，面對機遇與挑戰應以更務實和創新的方案，推動更高效、更便捷、更可持續的電動出行生態。
圓桌討論由薛永恒教授主持，與會者包括鄒國棠教授、陳家聰博士、劉春華教授及蘇達文先生。理大圖片
圓桌討論聚焦技術落地與供應鏈
圓桌討論由理大電機及電子工程學系實務教授兼科技及創新政策研究中心顧問委員會成員薛永恆教授主持，聚焦「技術落地與產業化」。與會者一致認為，香港需完善政策與基建，並構建從上游生產到下游應用的新能源供應鏈，以提升能源安全與產業競爭力。
香港特別行政區立法會議員（科技創新界）邱達根先生致閉幕辭時，談及近期中東局勢持續緊張，突顯香港能源安全及綠色轉型的迫切挑戰。他認為，一方面政府要完善政策和基建，一方面業界要構建上游生產、中遊輸送以至下游應用的完整供應鏈，兩者協同推進才可望令新能源逐步普及。
立法會議員邱達根先生表示香港需完善政策與基建，並構建從上游生產至下游應用的完整供應鏈。理大圖片
是次研討會明確指出，香港的能源轉型不僅是技術革新，更是發展理念與城市治理模式的系統性升級。從電網協同的充電佈局、綠電儲能配套，到區域融合的產業鏈合作，與會者為香港勾勒出一條立足本地、協同大灣區的規模化發展路徑。理大表示將持續推動跨界合作，助力香港成為綠色、智能且具韌性的國際典範城市。
