:::
工具機技術
我國工具機業者在出口市場表現出色,隨著全球生產製造供應鏈的急速變化,為協助製造業加速轉型升級與發展低碳製造,政府部會以經濟部產業技術司為主,近四年積極於機械領域投入新臺幣近百億元資源補助法人研發,在工具機領域以AI智慧製造、數位轉型、綠色節能、高效複合等四大技術發展核心主軸,協助工具機廠商強化高階製造實力。產業技術司四年來在機械領域技術合作近700家廠商、促成衍生產值超過新臺幣150億元。
技術研發措施
產業技術司科技專案在技術研發方面主要採取了以下五大代表性措施和布局:
一、AI高精度五軸工具機(5-axis Machine Tools)技術:以AI技術改善精度,出機前調機時間從過去兩週縮短至6小時以內,讓國內工具機精度倍增達到德國工具機廠DMG MORI相同水準。目前已與國內工具機大廠協鴻合作並應用於勇鷹號機身與機翼關鍵零件加工,已順利完成25架生產製造,可帶動五軸工具機售價提升20%,產值倍增達新臺幣80億元以上。
二、全球最靈敏振動感測晶片:以創新微動電路及抗電磁干擾設計封裝技術,可量測10奈米以下的微小振動量,靈敏度為瑞士大廠意法半導體2倍,針對工具機元件磨耗所產生微量振動可提早檢測並進行預防保養,除技轉譜威科技,並擴大導入國內五軸工具機業者百德,切入波音、空中巴士的客機引擎廠美國奇異、英國勞斯萊斯供應鏈,預期產值成長新臺幣25億元。
三、AI音頻非破壞檢測技術:導入國內最大粉末冶金大廠旭宏金屬,以AI音頻協助檢測旭宏生產應用於Tesla電動車齒輪零件,節省時間與人力成本50%,檢測準確率98.4%,超越全球檢測第一大廠The Modal Shop 85.1%,提升產值超過新臺幣5,000萬元。
四、精密模具加工應用關鍵冷卻技術:以全軸心冷卻系統,有效降低軸心發熱量並減少變形量,機台暖機時間由30分鐘縮短至3分鐘,協助工具機廠切入高精密模具、電動車零件模具、航太零件市場領域,產值成長新臺幣6億元以上。
五、AI應用工具機航太級加工技術:機台可以自動評估合適加工參數,改善原放電加工耗時由12小時,縮短至4小時內,協助先捷實業建立高階機種智慧化功能,應用於波音發動機的加工,促成先捷一年高達新臺幣2.2億元訂單。
過去十年,國內五軸工具機發展方向均著重於關鍵機型的問世、由小到大、C/P值及找市場。但針對性能、精度、應用欠缺有系統的深化研究。五軸工具機產業成敗的關鍵,就在於體積空間精度與整機動態性能的掌握。因此,建立五軸性能驗證之類標準實驗室平台,提供軟硬體整合模組,支援精度與性能解決方案(Total Solution),協助業者由單機設備提供者升級轉型為五軸加工解決方案提供者。
建立虛擬工具機數位雙生(Digital Twins)平台,開發能耗輔助計算模組以及數據驅動的能耗預測模型,實現製程模擬和能耗優化。發展熱塑複合材料與金屬結合之異質結構,具備高強度、質輕、低熱傳導特性,可降低動件重量並提高傳動效率,以達到節能的效果,從而實現低碳智慧製造之目標。
我國工具機產業近年除了來自德國、日本等先進國家的優勢品牌競爭外,也面臨中國大陸的崛起,導致壓縮中階機種市場的空間,使我國產業受到嚴峻的挑戰。因此,透過發展工具機智慧零組件關鍵技術,整合硬體與智慧化技術,帶動關鍵零組件性能及智慧化程度提升,有效提升終端業者加工品質與效能,使國產工具機產品更符合高階加工市場的需求,進而創造高附加價值與新競爭力。
工具機為製造業之基礎,然近年來,隨全球人口結構轉變與智慧製造趨勢帶動,如何在確保產品品質條件下,亦可減少再加工流程,提升生產效率,儼然已成為首要課題之一。透過五軸複合加工機傳動精度線上估測補正技術之發展,能自動調整機台參數使加工效率提升,並有效降低使用者之人力與調機成本,達到智慧製造系統整合(System Integration, SI)服務升級之綜效。