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徠通自主開發線切割技術
扮演全球產業轉型推手

【作者: 陳念舜】   2016年05月03日 星期二

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當全球產業正面臨下一波升級轉型契機,由於工具機向來被視為工業之母,企業固定投資的領先指標,重要性不言而喻。尤其是放電加工、線切割機種,因為可配合開發零件及民生消費產品所需模具,甚至將帶動多軸加工應用逐漸普及,未來發展影響產業的層面既深且廣。


據悉,放電/線切割技術最早於1940~50年代由蘇俄、美國投入開發後,逐步推廣到日本、歐洲等世界各國,直到1954年瑞士Agie公司始推出首部高精度放電加工機,主要加工應用於五金、3C、汽機車等零件沖壓/塑膠射出/鋁擠型模具,以及零件、治具加工大量快速加工成型的產品。台灣工研院則在1991年率先投入研發PC-Based線切割機控制器及放電電源的關鍵技術後,1999年成功發表國產機種上市。


早期從成功大學機械系畢業後,旋即於1991年入伍接受軍官役訓練,進入工研院機械所服國防役,讓徠通科技(AccuteX)總經理梁瑞芳有機會從無到有,全程參與當時台灣仍無法自主開發的CNC控制器過程,讓他獲益良多。在12年帶領線切割機及CNC研究計畫期間,除了成功建立台灣線切割機控制器及放電電源等關鍵技術的商品化,將第一部線切割機銷售到南非,突破日本及瑞士大廠的壟斷局面外;也積極將技術移轉予台灣廠商,克服FANUC控制器取得成本過高問題,順利輔導多家企業投入生產線切割機。



圖1 : 徠通科技總經理梁瑞芳建議台灣廠商未來發展方向,須滿足無人化、低人力需求逐漸提升;因應無人化的加工需求,讓機台能自動完成工作內容。(攝影/陳念舜)
圖1 : 徠通科技總經理梁瑞芳建議台灣廠商未來發展方向,須滿足無人化、低人力需求逐漸提升;因應無人化的加工需求,讓機台能自動完成工作內容。(攝影/陳念舜)

也因為沿襲此一脈相承的深厚基礎技術背景,讓他在2003年離開工研院後,加入徠通團隊擔任總經理,從線切割機產業研究者,一躍成為企業經營者。利用掌握充沛的自主技術能量,上從IC、PCB、控制器等核心元件高階技術,下至控制器、機電整合、機構設計、軟體開發應用的基礎技術,都能一手掌握,打造絕佳的精度、效率、穩定度;進而迅速推出100%全自製的自有品牌,與日本、瑞士等國際大廠一較高下。



圖2 : 線切割機的4大技術要求指標,為精度、速度(加工效率)、面粗度及穩定度。(攝影/陳念舜)
圖2 : 線切割機的4大技術要求指標,為精度、速度(加工效率)、面粗度及穩定度。(攝影/陳念舜)

梁瑞芳進一步剖析線切割機的4大技術要求指標,約可分為:


精度

包括Pitch/轉角/工件上中下精度,是線切割機最重要、價值最高的指標,也是目前與雷射、水刀加工機的最大差異。


速度(加工效率)

係因應顧客加工效率越快,即代表可用較少需求的設備,獲利最多,目前線切割機的加工速度約雷射機的1/1000,還須考慮1~3刀的加工效率、轉角減速後效率、高厚度工件效率、非貼面加工效率。


面粗度

以線切割機做為最後加工手段時,表面應達到一定水準,才能減低沖壓模具之磨擦,延長使用壽命或提升塑膠模具的表面質量。


穩定度

不僅須減少機器故障率、提高自動化程度。還要求同/多機台加工一致性,前者尺寸重現性高;後者可讓不同機台加工之工件能互換配合,將同副模具拆開在不同機器加工,而這也是台製機種向來最受垢病的地方。


次要指標還有機器外觀、行程大小,包括為了配合工件尺寸大小有別,現今大部份模具在標準尺寸外,可拆模就盡量拆模,到不同機器上加工,以壓縮交貨時間。


挑戰超日趕歐競爭對手 建議搭配智動化產線方案

梁瑞芳指出:「通常客戶對於第一刀的加工重點在加工速度、第二刀以上要求上中下及輪廓精度、第三刀開始要求面粗度。」現階段大多數客戶對台廠要求還不高,使用習慣是1~4刀用台灣機、4~7刀用日本機、7刀以上用瑞士機。但因為台灣線切割機能自主掌握放電電源、搭配控制器─電源之伺服進給等關鍵技術,得以更穩定進/退刀,使得精度差異不大、成本回收時間短,還能在對高(變)厚度工件之加工速度上領先歐日系大廠。


Quote:台灣線切割機能自主掌握放電電源、搭配控制器─電源之伺服進給等關鍵技術,得以更穩定進/退刀的品質。


然而,線切割機在精度上,除了要求環境溫度必須控制在20±0.5℃,以維持Pitch精度;轉角圓弧精度仍為影響沖壓模具間隙控制的最大關鍵,尤其是在連續又小的轉角最難控制加工精度,容易造成外角易崩、內角留料。「當圓弧精度佳時,可均勻控制間隙;反之,恐將沖頭推往另一邊,導致間隙不均且配合間隙大。」梁瑞芳說,目前台灣與國外知名品牌的技術差距,使得誤差可能高達30μm以上,造成與中走絲差異不大。


他強調:「台灣線切割機產業要能穩定成長,不僅機器本身要有良好的加工技術與環境,最重要的還是使用者要有信心。否則,像現在反而是南韓Samsung、LG大舉採購徠通線機器與友達、群創競爭,也非業者樂見。」


建議台灣未來發展方向,在市場面要視加工精度而定,迎戰中走絲、雷射加工機為潛在威脅對手,滿足高精、航太零件等特殊加工需求;滿足人力成本不斷攀升,無人化、低人力需求逐漸提升。技術面上要提升Pitch精度與壽命水準,搭配IT技術連結單機、整線/廠,提升加工排程效率和機器稼動率;因應無人化的加工需求,讓機台能自動完成工作內容。


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