經濟部產業技術司簡任技正張能凱表示,台灣工具機產業長期以中小企業為主,資本與技術投資有限,經濟部產業技術司也為產業積極尋找解方。本次「經濟部產業技術司科技研發主題館」,匯集工研院、金屬中心及精密機械中心等,展示24項產業合作成果。其中,由工研院與台灣光罩共同開發全球首創H型鋼構雷射銲接技術,突破50年來傳統使用灌鐵砂、熔化鐵砂的填料銲接方式生產H型鋼構,翻轉產業生態。

新技術改以高能量的雷射直接熔接2塊H型鋼本體,具有「高產速」、「低碳排」兩大優勢,運用鋼構製程決策,生產速度可由20天縮減至3天,同時能提升產能5倍且可有效節能減碳80%。台灣光罩已於台南柳營科學工業園區量產超過1,000公噸H型鋼構建材。未來台灣光罩也將透過新創公司的設立,將此新工法與產品推向國際鋼構市場。

張能凱說明,在半導體產業包括台積電持續擴廠,對於H型鋼構的需求日益增加,台灣光罩公司本來提供台積電擴廠的廠務工作,在H型鋼構供應吃緊的情況下,決定自主開發相關技術,透過與工研院南部分院合作,引進雷射技術,提升H型鋼構的加工精度,進一步滿足台積電及其他高科技廠房的建廠需求。

工研院與台灣光罩共同研發H型鋼構雷射銲接技術。呂承哲攝
工研院與台灣光罩共同研發H型鋼構雷射銲接技術。呂承哲攝

除了H型鋼構雷射銲接技術,張能凱也特別介紹AI高精度五軸工具機,隨著台灣工具機產業面臨轉型,這項研發成果已經應用於國內三軸工具機業者的升級方案,協助向五軸技術邁進,朝著整合操控、精度與性能的完整解決方案前進,提升競爭力。

工研院透過科專計畫,開發具備 AI 技術的高精度五軸工具機,讓工具機擁有AI大腦。這項技術整合五軸空間精度量測與補償技術,確保加工精度穩定;運用數位雙生技術,在加工前模擬切削狀態,避免碰撞與錯誤;透過AI切削參數決策技術,自動優化加工參數,減少廢品產出。整體加工精度提升4倍,切削效率提高1.5倍。目前,該技術已成功協助國內五軸工具機業者常銘,取得高階單車變速器廠商訂單,進軍E-Bike供應鏈。

工研院研發AI高精度五軸工具機。呂承哲攝
工研院研發AI高精度五軸工具機。呂承哲攝
工研院研發「超高速力感測器」。呂承哲攝
工研院研發「超高速力感測器」。呂承哲攝
精機中心開發國內首款「高速直驅動力刀塔」。呂承哲攝
精機中心開發國內首款「高速直驅動力刀塔」。呂承哲攝

本次經濟部產業技術司科技研發主題館也展示多項技術,包括:

全球領先之超高速力感測器,內嵌五軸工具機打入歐美航太供應鏈。工研院研發「超高速力感測器」反應速度優於國際感測器大廠一倍,結合AI精準切削分析軟體,可準確監控高速主軸加工狀態,滿足高速加工品質需求,此項技術已被工具機大廠採用,成為高階五軸工具機標準配備。協助國內工具機業者切入波音及空巴飛機引擎製造商 Honeywell產線,成為航太 Tier#1供應鏈的一環。

智慧非破壞鑽針檢測,協助提升PCB產業品質與效率。電路板加工用的鑽針品質檢測,傳統是以人力折斷鑽針,再透過超高倍顯微鏡觀察鍍膜厚度是否標準。工研院研發之「智慧非破壞鑽針檢測」採用AI智慧化分析技術結合機器視覺取像,不需破壞鑽針即可預測其膜層厚度,將人工量測誤差率從5%減少至1%,減少人力需求與物料浪費,大幅縮短40倍的檢測時間,從過去20分鐘縮短至30秒內即可完成,有效提升PCB產業檢測效率。

總統賴清德(左三)參觀經濟部產業技術司展示的「全球首創H型鋼構雷射銲接技術」時肯定此技術的產業應用。工研院提供
總統賴清德(左三)參觀經濟部產業技術司展示的「全球首創H型鋼構雷射銲接技術」時肯定此技術的產業應用。工研院提供
氫能燃料電池輕量化製造技術。呂承哲攝
氫能燃料電池輕量化製造技術。呂承哲攝

精機中心開發國內首款「高速直驅動力刀塔」,成功縮短刀塔長度達27%、振動量減少46%.最高12,000轉的驚人轉速,突破國內業界技術小於6,000轉的速度限制,此外刀塔縮短後可增加工具機內部空間利用率,成為技術優勢。因採用國產化開發設計,相比國外進口同等級產品,協助企業有效降低成本40%以上。目前已技轉國內相關零組件廠,可望提升10%的市場占有率,增加生產力韌性,降低業者對進口產品的依賴。

氫能燃料電池輕量化製造技術,切入氫能燃料電池國際供應鏈。金屬中心開發超薄型金屬雙極板成形技術,對於厚度僅為0.1mm之不鏽鋼板材,透過液壓成形方式,使雙極板內部受均勻壓力形或微觀流道結構,不僅能製作大於300平方公分的大面積薄型雙極板,且克服薄板容易破裂問題,可輕量化氫能燃料電池重量,相比傳統石墨氫能燃料電池,整體重量約下降90%。更進一步地,結合耐蝕與服效理技術一提升面腾燃科優社使府安全性;護酸性能測試建過2020/2025美國能源管理局規範,實現技術自主與國際接軌。


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