面對(duì)目前極端氣候威脅迫在眉睫,世界各國紛紛制訂禁售燃油車時(shí)程表,促使電動(dòng)車成為後疫時(shí)代製造業(yè)扭轉(zhuǎn)乾坤關(guān)鍵。最新發(fā)表的多款新機(jī),也可望搭配化繁為減工法,銜接汽車業(yè)轉(zhuǎn)型需求,將傳統(tǒng)汽車零組件、模具加工訂單大減的危機(jī)轉(zhuǎn)換為成長(zhǎng)動(dòng)力。
@內(nèi)文為了早日實(shí)現(xiàn)淨(jìng)零碳排放生活,各國禁售燃油車的年限已定,包含英國(2030)、法國(2040)、日本(2050)和中國大陸(2035)、加拿大及美國部份地區(qū)(2035),各國已紛紛發(fā)表逐步汰除或停止銷售、生產(chǎn)燃油車輛等相關(guān)配套政策,皆成為支撐民眾換購電動(dòng)車(HEV/BEV/PHEV)的驅(qū)動(dòng)力。
全球兩大汽車消費(fèi)市場(chǎng)之一的美國總統(tǒng)拜登甫上任便宣布斥資逾200億美元,將汰換美國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)約65萬輛轎車與卡車車隊(duì)為電動(dòng)車,以同步振興美國汽車產(chǎn)業(yè)及推動(dòng)再生能源轉(zhuǎn)型。大陸最新發(fā)布《十四五規(guī)劃》裡的「新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)」,也制訂於2025年新能源汽車須占新車總銷量20%、2035年超過50%目標(biāo),以及加快充電站等基礎(chǔ)建設(shè)。
展望2021年,隨著Tesla與眾多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手爭(zhēng)相推出平價(jià)車款,配合電動(dòng)車行駛里程、性價(jià)比、充電時(shí)間、缺乏充電設(shè)施等民眾換購電動(dòng)車的各項(xiàng)擔(dān)憂條件逐漸獲得改善下,將使電動(dòng)車的爆發(fā)帶來關(guān)鍵性的作用,估計(jì)全球電動(dòng)車銷量增加40~50%,比起2020年約30~40%加速成長(zhǎng)。
到了下一個(gè)10年(2020~2030),可望迎來汽車業(yè)百年一遇的變革,全球電動(dòng)車銷量陸續(xù)提升至2025年的1,100萬輛、2030年3,100萬臺(tái),亦即未來10年增長(zhǎng)10倍;電動(dòng)車普及率則會(huì)提升至2025年的12%、2030年的31%,創(chuàng)造整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)幽堋?/span>
臺(tái)灣研議延長(zhǎng)投抵優(yōu)惠 逐鹿國際電動(dòng)車市場(chǎng)
反觀臺(tái)灣過去因?yàn)橐灾行∑髽I(yè)為主的經(jīng)營(yíng)模式,無力自主研發(fā),也很難切入固定生產(chǎn)模式的車廠Tire1供應(yīng)鏈,甚至連生產(chǎn)燈具、AM零組件都會(huì)遇上專利地雷,正應(yīng)該加速打造電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)成為下一座護(hù)國神山。
目前德、美、日系傳統(tǒng)汽車大廠則擔(dān)心若直接跳進(jìn)純電動(dòng)車領(lǐng)域,將是很大的挑戰(zhàn),為了緩解對(duì)中衛(wèi)體系的供應(yīng)鏈衝擊,實(shí)際上還是以HEV型式的電動(dòng)車款商業(yè)化程度最高,看似沒有太大變化的車殼,供應(yīng)商同樣必須摸索使用新材料、工法,才能滿足電動(dòng)車對(duì)輕量化的需求。
經(jīng)濟(jì)部認(rèn)為精密機(jī)械等傳統(tǒng)製造業(yè)升級(jí)智慧機(jī)械,將是臺(tái)灣發(fā)展電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的重要關(guān)鍵,正初步研議再延長(zhǎng)《產(chǎn)創(chuàng)條例》的投資抵減優(yōu)惠3年,以協(xié)助有意朝高值化升級(jí)的傳產(chǎn)業(yè)者發(fā)揮中小企業(yè)靈活彈性的優(yōu)勢(shì),擅長(zhǎng)快速生產(chǎn)少量多樣的產(chǎn)品;還能繼續(xù)精進(jìn)技術(shù),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
外貿(mào)協(xié)會(huì)將依2035年為目標(biāo),打造首屆結(jié)合線上/線下模式的「臺(tái)灣國際智慧移動(dòng)展(2035 E-Mobility, Taiwan)」,完整呈現(xiàn)臺(tái)灣電動(dòng)車與自駕車生態(tài)系。

圖1 : 為了迎接汽車業(yè)發(fā)展百年以來的最大變革,臺(tái)灣正積極打造電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)成為下一座護(hù)國神山(source:cdn.viewing.nyc) |
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工具機(jī)產(chǎn)業(yè)立足加工根基 可望搭上電動(dòng)化便車
由於傳統(tǒng)汽車零組件、模具加工市場(chǎng)約占工具機(jī)產(chǎn)業(yè)客戶40%以上訂單,工具機(jī)暨零組件公會(huì)(TMBA)理事長(zhǎng)許文憲也曾公開回應(yīng)外界對(duì)於汽車業(yè)電動(dòng)化商機(jī)的期待,他認(rèn)為:「在汽車電動(dòng)化之後,雖然電子及電池模組成本估計(jì)將占整車一半以上,且取消了引擎、變速箱等關(guān)鍵零組件,但齒輪、動(dòng)力馬達(dá)、鋁輪圈、導(dǎo)線架等加工領(lǐng)域仍保有臺(tái)廠一席之地,公協(xié)會(huì)也將主動(dòng)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈互相交流打群架。」
上銀集團(tuán)總裁卓永財(cái)進(jìn)一步表示,預(yù)期2030~2035年電動(dòng)車時(shí)代來臨,包含電動(dòng)車上的剎車、轉(zhuǎn)向器等關(guān)鍵零組件仍均須經(jīng)過滾珠螺桿、齒條傳動(dòng),上銀除了藉此切入電動(dòng)車大廠供應(yīng)鏈,還特別引進(jìn)德國先進(jìn)滾齒機(jī)加工;電動(dòng)車馬達(dá)也會(huì)帶動(dòng)新的設(shè)備需求,當(dāng)其要求納入靜音設(shè)計(jì),齒輪研磨機(jī)就成關(guān)鍵,上銀旗下則有邁萃斯精密公司可支援。
東臺(tái)集團(tuán)董事長(zhǎng)嚴(yán)瑞雄也強(qiáng)調(diào)電動(dòng)車少了引擎、變速箱之後,為了追求續(xù)航力而須要求電池及車身結(jié)構(gòu)輕量化,促成鋁製零組件、鍛造輪圈、底盤結(jié)合電池殼等創(chuàng)新產(chǎn)品問世,傳統(tǒng)金屬加工設(shè)備也須改變工法。東臺(tái)正透過旗下兩家歐洲子公司奧地利ANGER、法國PCI練兵,並透過全面整合人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等手段,提高工具機(jī)附加價(jià)值。
嚴(yán)瑞雄指出:「放眼未來5~10年,臺(tái)灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)除了標(biāo)準(zhǔn)單機(jī)之外,還應(yīng)納入許多零組(配)件、軟體和自動(dòng)化系統(tǒng)整合加值,如同可任意搭配A、B餐的套餐。」隨著客戶對(duì)於多樣少量加工件的品質(zhì)、效率要求提升,逐步加入檢測(cè)儀器、工業(yè)機(jī)器人,甚至衍生出五軸、多功能複合式工具機(jī),顯示未來工具機(jī)除了具備零組件硬體之外,還須有中小型系統(tǒng)整合商協(xié)助擴(kuò)大整機(jī)市場(chǎng),東臺(tái)將扮演產(chǎn)業(yè)醫(yī)生的角色,以解決客戶痛點(diǎn)、提高效率,令產(chǎn)值倍增,把餅做大!
東臺(tái)除了逐步建立S.(Standard;標(biāo)準(zhǔn))+O.(Option;客製需求)+I.(Integration;系統(tǒng)整合)解決方案,現(xiàn)也將自動(dòng)化上下料系統(tǒng)(load-un load)列為標(biāo)配,預(yù)估2030年將全面加裝在80%銷售機(jī)種,而非等到開發(fā)完成機(jī)臺(tái)後,再邀系統(tǒng)整合商評(píng)估。嚴(yán)瑞雄說:「有別於現(xiàn)今市面上狹義自動(dòng)化系統(tǒng)以上下料為主,卻在導(dǎo)入前未考慮操作人員不僅整天上下料,還要負(fù)責(zé)量測(cè)、修補(bǔ)、換刀等工作,未必覺得好用。」東臺(tái)則必須先確保生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定有效,加上檢(量)測(cè)儀器的廣義自動(dòng)化提高OEE,才能讓機(jī)器人與人妥善分工,持續(xù)自動(dòng)化產(chǎn)出良品。

圖2 : 東臺(tái)集團(tuán)董事長(zhǎng)嚴(yán)瑞雄強(qiáng)調(diào)電動(dòng)車為了追求電池及車身結(jié)構(gòu)輕量化,傳統(tǒng)金屬加工設(shè)備也須改變工法。(攝影/陳念舜) |
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發(fā)得科技熱銷的明星商品「輪圈加工機(jī)」,則是以大陸為主要銷售市場(chǎng)的出口機(jī)種,在當(dāng)?shù)胤Q為新能源車輛的油電混合動(dòng)力車、純電動(dòng)車產(chǎn)量逐年上升帶動(dòng)下,正加入迎合市面上其他車種占有率的板塊位移,並帶動(dòng)各大傳統(tǒng)車廠轉(zhuǎn)型趨勢(shì)。
進(jìn)而領(lǐng)先業(yè)界進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)型,導(dǎo)入產(chǎn)品生命週期管理(PLM)概念,建置輔助設(shè)計(jì)全3D機(jī)件圖面模組化的概念,解決了傳統(tǒng)製造業(yè)一機(jī)一手冊(cè)等不可能的任務(wù),而可隨時(shí)因應(yīng)產(chǎn)線更動(dòng),調(diào)整研發(fā)項(xiàng)目的圖像管理系統(tǒng)。
即使近年來因?yàn)檠}合材料應(yīng)用快速發(fā)展,高韌性及切削難度高的材料廣為各產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,包含航太業(yè)大型工件、汽車輪圈到微型生醫(yī)零組件,都考驗(yàn)著設(shè)備廠商的切削整合能力。發(fā)得科技則自豪能以近年整合大廠的經(jīng)驗(yàn)並持續(xù)深化技術(shù),以提升產(chǎn)品差異性為目標(biāo),針對(duì)斷/清/纏屑,進(jìn)行產(chǎn)品最佳化,持續(xù)於工具機(jī)產(chǎn)業(yè)深耕。
瀧澤發(fā)表一機(jī)多工機(jī)種 率先迎合電動(dòng)車商機(jī)
臺(tái)灣瀧澤科技公司總經(jīng)理戴雲(yún)錦表示,該公司不僅持續(xù)提供客戶完整自動(dòng)化、Turnkey解決方案居多,以協(xié)助傳統(tǒng)汽車加工業(yè)者建置電動(dòng)車關(guān)鍵零組件生產(chǎn)線,切入供應(yīng)鏈。但他也坦言,面臨目前後疫期和少子化缺工時(shí)代,造成業(yè)務(wù)銷售、技術(shù)支援人員恐無法出差,終端消費(fèi)市場(chǎng)又迎來電動(dòng)車變局,對(duì)於傳統(tǒng)單一功能標(biāo)準(zhǔn)機(jī)需求勢(shì)必銳減,現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須因應(yīng)變革,加速開發(fā)一機(jī)多工機(jī)種。

圖3 : 臺(tái)灣瀧澤科技公司總經(jīng)理戴雲(yún)錦表示,面臨後疫期和少子化缺工時(shí)代,終端消費(fèi)市場(chǎng)又迎來電動(dòng)車變局,對(duì)於傳統(tǒng)單一功能標(biāo)準(zhǔn)機(jī)需求勢(shì)必銳減,現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須因應(yīng)變革。(攝影/陳念舜) |
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在2020年底因疫情造成景氣寒冬時(shí),臺(tái)灣瀧澤科技便開始在自家廠內(nèi)打造首條智慧生產(chǎn)線,斥資上億導(dǎo)入機(jī)聯(lián)網(wǎng)、預(yù)測(cè)診斷、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、機(jī)器人等智慧元素;並利用其主軸、刀架高度自製的核心優(yōu)勢(shì),充份掌握品質(zhì)與交期,克服進(jìn)度最複雜、耗時(shí),與種類最多的製程,讓員工提前練兵也探索客戶真實(shí)需求,預(yù)計(jì)今年還會(huì)再完成第二條產(chǎn)線。
同時(shí)推陳出新多款五軸、雙主軸雙刀塔、立式車銑複合工具機(jī)種與超精密車床,滿足醫(yī)療、航太、汽車、電子等產(chǎn)業(yè)客戶期望縮減廠內(nèi)占地空間,以及一機(jī)多工需求,大幅減省治具和繁複工程的時(shí)間與成本,直接與日系同級(jí)機(jī)種透過工藝競(jìng)爭(zhēng);自主開發(fā)智慧化加值軟體,縮短編程、時(shí)間和防碰撞;搭配FANUC最新數(shù)控系統(tǒng),以提高中小企業(yè)客戶連線監(jiān)控多部加工設(shè)備效益。

圖4 : 臺(tái)灣瀧澤科技今年推陳出新多款五軸、複合工具機(jī)種,搭配自主開發(fā)智慧化軟體、FANUC最新數(shù)控系統(tǒng),大幅減省治具和繁複工程的時(shí)間與成本。(source:臺(tái)灣瀧澤科技) |
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創(chuàng)浦導(dǎo)入綠光雷射科技 電動(dòng)車市場(chǎng)雷電交加
德國雷射大廠創(chuàng)浦集團(tuán)(TRUMPF)也表示,如今隨著技術(shù)進(jìn)步、法規(guī)要求和不斷發(fā)展的客戶需求共同推動(dòng)下,電動(dòng)車已不再是寡佔(zhàn)市場(chǎng),而逐漸轉(zhuǎn)變成為大眾市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。包含汽車製造商、供應(yīng)商和機(jī)器製造商正積極尋求符合大批量和一貫高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程的方法,以利生產(chǎn)各種電動(dòng)汽車零配件。
例如現(xiàn)今針對(duì)焊接於電池、電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)的銅質(zhì)電子元件,已可利用強(qiáng)大的綠光雷射提供高生產(chǎn)率,可靠的工藝,高質(zhì)量的焊接和可重複的結(jié)果。但創(chuàng)浦集團(tuán)指出,雖然銅因?yàn)榫哂懈邔?dǎo)電和導(dǎo)熱特性,而成為電子元件的理想選擇,卻往往只能吸收大多數(shù)工業(yè)雷射加工波長(zhǎng)範(fàn)圍內(nèi)的少量紅外線光,導(dǎo)致在大約1μm波長(zhǎng)下處理會(huì)變得非常困難、效率低落,於室溫下幾乎反射95%,而僅吸收3~5%;還要考慮因?yàn)榉瓷鋼p壞周圍環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn),倘若腔室狹窄且密閉,或讓對(duì)溫度敏感的元件靠近焊點(diǎn),風(fēng)險(xiǎn)還會(huì)進(jìn)一步增加。
另隨著銅溫升高,增加吸收紅外線光的速率最高可達(dá)20%,但因?yàn)殚_始焊接的過程中須輸入高能量來加熱材料,一旦達(dá)到熔化溫度,輻射吸收率就會(huì)突然增加,產(chǎn)生難以控制的能量峰值,而導(dǎo)致焊接開始延遲,即便採用相同參數(shù)也無法精確再現(xiàn),造成生產(chǎn)過程複雜化,無法事先確定焊縫將從何處開始。尤其是在製造電動(dòng)車等充滿敏感電子設(shè)備的密閉環(huán)境裡,過多的能量恐導(dǎo)致整個(gè)焊接路徑飛濺的不穩(wěn)定過程,如今則可透過綠光雷射解決。
創(chuàng)浦集團(tuán)表示,雖然科學(xué)界早就知道銅對(duì)吸收較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光束效率,會(huì)比起波長(zhǎng)較短者好得多,但直到近年來市面上才能以工業(yè)焊接所需的功率水準(zhǔn)來提供這種光束源,並利用現(xiàn)代工業(yè)碟型雷射在綠色光譜約515nm波長(zhǎng)範(fàn)圍裡提供2kW輸出功率,讓銅在室溫下吸收率約40%,達(dá)到近紅外線波長(zhǎng)的8倍,更高的吸收率意味著可透過散焦的雷射焊接,處理時(shí)間相對(duì)較短,因此造成熱量損耗、被焊接的零件變形較小,並承受較低的熱負(fù)荷。
因此還顯著改善了焊接性能,使得工藝更穩(wěn)定、焊道表面更光滑,形成的飛濺更少及熔深一致;對(duì)銅進(jìn)行可重複的熱傳導(dǎo)焊接,穿透深度達(dá)500μm,不致形成鎖孔而是接縫形式,導(dǎo)致金屬蒸氣更容易散逸,同時(shí)提升了連結(jié)的導(dǎo)電性,讓綠光雷射更穩(wěn)定、加工過程低飛濺及焊縫表層更均勻。

圖5 : 綠色雷射不僅是加工銅的絕佳選擇,還適用於其他廣泛使用的工業(yè)金屬,為電動(dòng)車從電池、動(dòng)力系統(tǒng)到電力電子設(shè)備等零組件製造領(lǐng)域提供了眾多應(yīng)用。(source:TRUMPF) |
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創(chuàng)浦集團(tuán)說:「銅的深熔焊接是2kW功率的綠光雷射另一個(gè)重要領(lǐng)域,能再度讓使用者實(shí)現(xiàn)1.5mm一致的焊接深度,優(yōu)於傳統(tǒng)近紅外線光束。」未來用戶只須堅(jiān)持線性焊接,不必借助光束振盪(擺動(dòng))即可獲得高質(zhì)量的接縫,提高進(jìn)給速度和生產(chǎn)率;且因?yàn)樾枰x的參數(shù)更少,使得整體加工過程更簡(jiǎn)化。許多測(cè)試已表明無論銅是拋光、打磨等表面特性,均不會(huì)影響綠光焊接效果;未經(jīng)處理的銅還是會(huì)被嚴(yán)重氧化,表面刮痕或高反射鏡面都沒有差別,在許多情況下若使用綠光雷射,則用戶毋須進(jìn)行噴砂、鍍錫等上游表面處理工作。
目前綠色雷射不僅是加工銅的絕佳選擇,還適用於其他廣泛使用的工業(yè)金屬,例如鋁、鋼和金等,對(duì)於希望使用單個(gè)光束源,處理多種材料的用戶而言,綠光雷射也為電動(dòng)車從電池、動(dòng)力系統(tǒng)到電力電子設(shè)備等零組件製造領(lǐng)域提供了眾多應(yīng)用。
**刊頭圖(source:roi-international.com)