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放眼切削加工新应用 聚焦超音波解决方案
 

【作者: 陳念舜】2019年03月07日 星期四

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自从2018年下半年受到美中贸易战和全球智慧型手机销售衰退波及,目前除了两岸供应链厂商皆引颈期盼的5G、无线充电应用商机之外,加上如折叠式、开孔/多镜头相机等创新设计不断推陈出新,於带动手机内外元件、机壳材质改变同时,与终端加工息息相关的台湾工具机暨零组件厂商也早已布局。


自从去年同期举行的台湾国际工具机大展(TMTS)上,已可见到不少工具机厂商为了满足越来越多样客制化需求,而陆续推出专用单机、夹治具,甚至是自动化设备与系统的专用Turnkey解决方案,而且对於单一窗囗服务的期??越来越高,也让诸多上游零组/配件厂商必须协同客户需求整合创新,才能在逆境求生,抢得新订单!


其中,无论是半导体、医疗、光电、手机加工产业,在制程中或是应用端都有很多硬脆材料加工的需求;加上现今智慧手机正逐步迈向5G通讯,加上无线充电应用更为普及,都会让工具机产业导入超音波加工手机面板玻璃、软性铜箔基板,或是??镍合金、钨钢、蓝宝石、碳化矽、二氧化??等特殊复合材料机壳、模具等开发需求大增,适用於加工蓝宝石玻璃、二氧化铝、二氧化??、碳化矽、各种陶瓷石英等脆硬材料,与石墨、碳纤玻璃、纯铜、镍铁机材合金等软质材料,以及艏铁??等磁性材料,对於加工时间及工序的效率要求越来越高。


惟若要用传统方式加工这些硬脆、韧性、极软或磁性材料,将会相当费工且耗时,而超音波加工则可大幅降低在切削时产生的各项缺点,成为硬脆材料加工业者的利器,估计超音波加工将在2019年出现爆炸性的成长。


普森专利超音波刀把设计 为首获台湾精品主轴厂


图1 : 普森精密工业最新发表的无线传电超音波刀把,强调不必更换客户既有主轴,即可大幅增加操作效率与加工时的稳定性。(摄影/陈念舜)
图1 : 普森精密工业最新发表的无线传电超音波刀把,强调不必更换客户既有主轴,即可大幅增加操作效率与加工时的稳定性。(摄影/陈念舜)

普森精密工业公司最新发表的无线传电超音波刀把UT-30,即为满足加工使用者需求,开始从主轴向下整合至刀把应用,采取有别於其他厂商的接触或无线传电方式,得以大幅增加操作效率与加工时的稳定性,可有效抑制积屑瘤、毛刺及加工面的应变,改善摩擦所产生的温度过高现象。


同时在超音波发振系统里导入智慧化功能,Real time自动锁频功能可定频并自动追振,且具备出力自动回??功能、输出异常检知功能,以确保振幅稳定输出。其PLC控制介面,能与NC机器系统整合控制,提供客户整合性的智慧化超音波解决方案。


强调不必更换客户既有主轴即可安装加工使用,大幅提升超音波主轴的加工效能,突破其转速限制,现已提出发明专利申请案,并接近量产阶段。成为首家也是唯一荣获第27届台湾精品奖肯定的主轴厂,未来还会透过产学合作,逐步扩大加工应用领域。


主轴厂各别致力超音波加工 旭泰推出量产解决方案


图2 : 旭泰精密机械推出整合高速主轴、超音波刀把、智能驱动与控制器、振幅量刀器的「超音波加工整体解决方案」,可依照客户不同切削需求挑选最适合的刀具及最隹切削叁数。(摄影/陈念舜)
图2 : 旭泰精密机械推出整合高速主轴、超音波刀把、智能驱动与控制器、振幅量刀器的「超音波加工整体解决方案」,可依照客户不同切削需求挑选最适合的刀具及最隹切削叁数。(摄影/陈念舜)

旭泰精密机械自2008年开始投入超音波主轴开发,经过不断测试加工各种材料及累积加工应用的经验,终於在去年TMTS推出已正式量产的超音波主轴模组,提供高功率、高效能的切削能力。


不仅采用非接触式传电方式,将主轴转速可提高到24,000 RPM,以减少加工时间、提升加工良率;并搭配该公司独特的专利刀把,拥有自动换刀及自动追频、锁频与对频的功能,以满足同工件多把刀的需求。


还强调可将高速主轴、超音波刀把、智能驱动与控制器、振幅量刀器等,整合出一套「超音波加工整体解决方案」,可依照客户不同切削需求,挑选最适合的刀具及最隹切削叁数,为每一个要求试加工的客户展现令人惊艳的加工优势,让客户投入超音波加工能一步到位,掌握领先市场的优势。举例来说,过去一片陶瓷材料的手机背板,若使用中国大陆统称的高光机加工,从2.2mm加工至0.4mm约须4个小时,改用旭泰超音波主轴模组加工後缩短为14mins。


汉鼎智慧科技加入 新创企业寻求商机


图3 : 汉鼎智慧科技与其他主轴厂的商业模式不同,为既有End User客户改机为主,进而与工具机厂商合作,可针对特定产业的大量机台改造。(摄影/陈念舜)
图3 : 汉鼎智慧科技与其他主轴厂的商业模式不同,为既有End User客户改机为主,进而与工具机厂商合作,可针对特定产业的大量机台改造。(摄影/陈念舜)

汉鼎智慧科技也与其他主轴厂的商业模式不同,为既有客户改机,所发表的非接触无线超音波刀把模组,则强调透过功率传输控制器传送讯号与电源,其有别於传统接触式刀把、主轴上有电刷、培林,结构较为复杂,还能搭配不同厂商主轴将转速最高可提高到17,000rpm。


加上背後团队具备足够的研发能量和策略合作夥伴,提供所需钻石刀具、模具,得以配合终端客户代工或开发应用技术;也会与工具机厂商合作,并配合开发客户特殊制程所需专用设备。


目前该公司客户以End User居多,久了就会对现有工具机结构不满,等到完成改造方案後,就能与工具机厂合作,针对特定产业的大量机台改造。其除了非金属之外,还涉及模具、刀具、医材业的不锈纲、碳化钨材质等解决方案,不必为了追求较高品质或可靠度而采用较贵材料。如目前5G手机壳加工叫好不叫座的主因,便是加工成本太高。一旦解决了後端加工问题,又过不了前端材料、制程良率检验,只好先将重心放在金属精密零组件、模具业,导入高硬度、高强度、难切削材应用。


如过去钨钢内部凹槽只能用放电加工耗时。现在则可在一部机器上用2小时、5把刀完从素材到产品成型,螺牙孔加工时间从5天降为2小时,约3个月内回收成本。且超音波还可加强断屑切削、镜面加工,将是自动化最後一哩路,不必以人工或机器人抛光的精度不足。未来已可解决锻造铝轮圈精车削、超精密镜面模仁加工的断屑需求。


**刊头图:(source:https://us.dmgmori.com/)


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