面臨全球淨零碳排浪潮下，對於環保和可持續發展議題日益重視，甚至將衍生出「循環經濟模式」，對於傳統塑橡膠成型產業將帶來前所未有的挑戰和機遇，周邊輔助自動化設備和機電系統角色更為關鍵！

基於近年來國際針對節能的議題逐漸重視，先進成型技術和市場需求的快速演變，塑橡膠產業除了重視品質與精度外，更積極探索新材料、製造技術和數位化解決方案。各國也紛紛推出節能科技創新對策，分別聚焦於再生能源、塑料回收再利用等技術，藉以提升產品性能、降低生產成本，同時減少能源消耗、碳排放對環境的影響。

隨著現今全球經濟的快速發展，對高值化塑橡膠產品的需求持續增長，台灣也加快AI、5G等延續性技術的研究和應用，推動新興產業的發展，現已廣泛應用於汽車、建築、醫療、電子電器、包裝和消費品等應用領域。

圖一 : 隨著現今全球經濟的快速發展，對高值化塑橡膠產品的需求持續增長，已廣泛應用於汽車、建築、醫療、電子電器、包裝和消費品等應用領域。（source：engineering-group.com）

精機中心聚焦控溫 微波加熱和模溫控制技術

精密機械研發中心（PMC）系統應用部周明慶指出，目前隨著科技的進步和市場需求的變化，塑橡膠技術的發展趨勢呈現出多樣化和專業化的特徵：

（1）可持續性與環保材料：包含可分解、回收等環保塑料研究和應用正在迅速擴展，不僅能減少環境污染，還可以降低對於石油資源的依賴性。

（2）高性能材料：為了滿足各種工業領域對材料性能的嚴格要求，塑橡膠技術正在向高性能材料方向發展。例如高強度、高韌性、耐高溫和耐腐蝕的特種工程塑料和橡膠的研發，在航空、汽車等領域皆有廣泛應用。

（3）智能材料：至於具有自我感知、自我修復和自我調節特性的智能材料，也是一塊正快速成長的研究領域，如形狀記憶聚合物和導電橡膠，正在被導入應用於可穿戴設備、智能醫療器械和柔性電子產品中。

（4）高效製造技術：製造技術的提升是塑橡膠行業持續發展的重要推動力。3D打印、精密注塑成形和自動化生產線 等先進製造技術不僅提高了生產效率，還能大幅降低生產成本，並且能夠實現個性化和小批量生產。

（5）數位化與智能化技術：因應物聯網（IoT）、人工智慧（AI）和大數據分析等相關應用技術在智能製造、品質控制和供應鏈管理中正發揮著越來越重要的作用，能夠提高產品質量和生產效率，正在加速改變塑橡膠行業的生產模式。

利用模溫機多通道調控提高均溫性，針對模具感應加熱，將有助於節能15%以上。

圖二 : 當循環經濟增加產生的回收材料，通常殘水率高，到了料管處容易造成氣泡等產品瑕疵，所以勢必要從源頭開始快速加熱乾燥。（攝影：陳念舜）

PMC也將在本屆Taipei PLAS展示其輔助塑膠射出機的電磁微波乾燥機和急冷急熱模溫機，尤其是當循環經濟增加產生的回收材料，通常殘水率高，更需要快速加熱乾燥。即使有部份射出成型機廠商採取真空餵料方式，縮短了料管熔融等一部份乾燥時間，也須將含水率降低至200ppm以下才能使用；還須慎防滲水回潮，到了料管處容易造成氣泡等產品瑕疵，所以勢必要從源頭開始加熱乾燥。

PMC則有別於傳統熱風烘料或紅外線等「間接」加熱模式，須耗時3~4小時的缺點，改用自半導體產業引進的電磁微波技術，採取非接觸直接加熱立式乾燥桶並以螺桿攪拌，約可省下一半時間，快速逼出內部水份及節能30%，可用於透鏡等需要更低含水率的高價值產品。

同時在機聯網監控能源領域有所著墨，已與20餘家廠商合作蒐集能耗資訊，並透過AI分析稼動率、需量管控；經COMSOL有限元素分析（FEA）軟體模擬、預測加熱設計構造；以及

博世力士樂混合油電動力 驅動新型節能整合方案

此外，如歐洲塑料和橡膠工業機械製造商協會（Euromap）早已建立了射出成型機等塑料機械接口的通用標準，因此在設計機械和/或設備時，機組單元和額外機器模組的連接均得到了精確的定義，甚至還加強了機械製造業的模組設計化趨勢，毋須更換其生產系統的核心元件，從而降低了投資成本。

射出成型機營運商面臨的挑戰，則是如何使其用戶能確保信號和數據接口匹配，輕鬆添加工業機器人和其他自動化操作設備，皆可通過此標準化接口連接開放的生產系統，以提供生產設備適應多樣少量、大批量客製化等不同生產要求所需的通用性。

因為液壓具有獨特的密集性和堅固性，適用於諸多產業應用。博世力士樂公司在廣泛的運動控制系統中，開創了現代自動化的液壓驅動，可整合數以千計的應用程序，簡化了工程與兼具快速、靈活及可靠特性。

近期推廣節能的「伺服液壓推桿動力組（servo hydraulic actuator road kit, SHARK）」便是專為工業4.0概念設計的油電整合動力元件，設計輕巧僅30kg，噪音低、性能高。利用伺服馬達和驅動器提升精準度及動態性能，可依據所需功率，更精確滿足動力需求；並在閒置階段切換至待機狀態，減少能源消耗，進而降低二氧化碳排放。

圖三 : 博世力士樂提供的油壓控制系統及伺服閥，兼備輸出力大、反應快以及2微米內精準定位的特性，可有效執行壓力、推力、速度以及位置控制。（攝影：陳念舜）

近年來也有部份傳統油壓射出成型機製造廠商，為求潔淨節能生產又不失強大鎖模力，而開始導入油電混合動力改裝市場。博世力士樂提供的油壓控制系統及伺服閥，兼備輸出力大、反應快以及2 微米（μm）內精準定位的特性，可有效執行壓力、推力、速度以及位置控制。

其伺服油壓軸和伺服馬達軸向同步，雙軸伺服油壓可在輪廓精度10微米以內執行路徑控制。與傳統油壓控制系統相較，HMC控制器不僅設計輕巧、低噪音、高效，更滿足快速安裝、即插即用的需求，節能效率可達30%~80%；且為工業4.0而生的2微米油壓控制系統，更具備連網功能，只要透過線上軟體，可即時監測工作狀態與相關數據。

進而搭配博世力士樂CytroPac液壓動力站，採低噪音設計的精巧空間內，配置了包含Sytronix經濟型節能驅動系統、完整預接線式變頻器和工業4.0接口等所需組件，僅須連接電源、液壓油、數據端介面即可快速安裝，功率最高可達4kW；搭配即時監控服務，為客戶帶來前所未有的效能。

其中可調速式Sytronix驅動系統可依需求調節變量，節能幅度高達30%~80%，符合歐盟標準2009/125/EC；同時降低排碳量及營運成本。另將整合式變頻器作為控制單元，整合在線壓力、溫度、液位、油液污染度和流量器感測等訊號。

CytroPac可提供多種總線接口，便於擴充至即時監控系統狀態，可與感測器和多功能乙太網路連接，為用戶提供多項數據作業，包含：油液位置及溫度、壓力、電機轉速或流量、過濾器等工作狀態，幫助進行快速故障診斷，提高設備生產效率。

西門子減碳循環解決方案　快速落地永續支援

根據德國大廠西門子公司從國外終端使用者與OEM設備業者得到的回饋，的確可以發現減碳與循環經濟，將是未來台灣塑橡膠射出成型產業的開發重點與競爭力來源。其中對於終端使用者來說，環境、社會責任和公司治理（ESG），已成為全球對於企業的主流評斷指標，影響投資人對於企業的觀感。

且依其對於現今亞洲市場的日本、韓國、中國大陸、印度等地設備業者的觀點看來，台灣的確是最早提出永續意識並進行研發的區域，也提升了更多的國際競爭力。西門子也針對台灣塑橡膠射出產業，提供有關減碳與循環經濟的創新方案，包含：射出成型（Injection molding）、押出（Extrusion）、中空成型（Blow molding）與壓空成型（Thermoforming）4大應用場域。

然而，這些應用的共同點都是須先將塑膠顆粒加熱至熔融狀態，也是製程中最消耗電力的階段。在某些電費日益高漲的國家中，將是最難節省製造成本的瓶頸與痛點！因此，如何達成環境保護並降低製造成本，便成為產業中最關心的議題！西門子則針對塑橡膠射出市場需求與痛點，持續開發相關產品組合，提出了從終端使用者到設備業者的完整解決方案，以協助客戶執行「可快速落地」的永續支援。

對於該公司所有產品進行環境永續評估範圍，涵括：「永續材料（Sustainable materials）」、「最佳化使用（Optimal use）」與「循環價值（Value recovery & circularity）」總共13項評估條件，皆須符合各面向要求，才能獲得Siemens EcoTech標章認證其永續性；確保使用者能以環境友善的方式經營自動化產線，並提升企業循環經濟議題的品牌價值。

西門子也針對全電式射出成型提出完整解決方案，以伺服馬達取代液壓（Hydraulic）系統，除了提升射出產品的精度與品質外，也減少液壓油對於週邊環境的汙染，以及維護設備所需成本與時間。從中長期眼光來看，投資與開發全電機種將是未來射出成型趨勢。西門子全電式射出成型機搭配「塑膠程式庫（Siemens Plastics Library）」，在全球及台灣都有成功開發案例，並在與客戶合作交流中突破技術瓶頸，提升精密機械製造的競爭力。

另外，為了符合ISO50001能源管理規範，西門子也深入研究塑橡膠客戶在電力成本控管上的痛點，透過自動化產品組合協助客戶進行有效改善。例如其中SIMATIC Energy Management Solution，便是涵蓋整條塑膠產線的自動化能源採集，從現場能源收集到上層能源管理系統，使用者除了可以得到產線碳排量，更能有效針對機台製程進行分析，列出改善順序，達成企業節能目標。

特別是在加熱製程的管理上，西門子已可透過SIMATIC S7-EE Monitor，搭配SIMATIC ET 200SP等Energy Meter，自動採集射出成型設備即時能耗資訊；並透過內建程式庫，分析出每單位產品生產所耗能源，如電力、製程各段消耗電力等關鍵目標，快速找出產線能源使用的瓶頸並同時提升管理效率。

同時提供電力來源分析，包含各相電壓穩定度、電壓電流諧波、電力平衡指標與相關事件日記（Event log），把關設備電力來源；多台設備資訊可再上傳至SIMATIC涵蓋一條塑膠產線中，上層管理到現場能源採集所需要的所有軟硬體Energy Manager，進行整廠或是跨廠管理，並產出報表。將在本屆Taipei PLAS呈現其架構與功能，提升產線能源使用透明度，提供終端使用者與設備商整廠規畫整合的依據。

值得一提的是，隨著近年來再生能源發電轉型以及老舊基礎設施的影響，電力供應的可靠性下降。與此同時，設備性能越來越強大，這意味著停電造成的成本將顯著增加。透過西門子（Smart Power Management；SPM）進行設備智能電力管理可降低此風險。其應用涵蓋了機械製造的各個行業，例如木材、玻璃和塑料加工、金屬成型和收放捲系統（Winder and unwinder），以及工具機或搬運（Handling）和機器人技術。

圖四 : 隨著近年來再生能源發電轉型以及老舊基礎設施的影響，電力供應的可靠性下降。與此同時，設備性能越來越強大，這意味著停電造成的成本將顯著增加。（source：eu-images.contentstack.com）

為了確保設備在饋線較不穩定電網上運行不間斷，且性能不下降，SPM還透過以下3種功能進行設備電力管理：

1.確保電網故障時設備運行可控：設備能夠在電網故障期間繼續運行，而不會出現停機或性能下降的情況；

2.降低電網峰值功率：減少設備在電網需求最高時消耗的功率

3.回收煞車能量：將設備在煞車過程中產生的能量重新利用

最後則是透過數位分身（Digital Twin）與SIMATIC Machine Simulator，設備可以在未完全組裝前，進行相對應的虛擬試?，減少開發時間和組裝後的修改，造成不必要的設計成本與材料浪費。透過「Unity Coupling」技術，可將機械設備以更具互動性的方式呈現在消費者的眼前，同時節省展覽成本，是具有未來性的機械設備行銷工具。

迎接9月底將登場的Taipei PLAS 2024西門子將同步推出具有未來性的射出成型軟硬體解決方案：MM Core，透過Webserver + Basic HTML技術，提供具有開放性的架構，為西門子最經濟型的射出成型組合。

此方案保留了西門子塑膠程式庫（Siemens Plastics Library）對於溫度控制、射出、保壓等各段製程編程核心，同時支援全電與油壓系統，並透過完整的診斷功能降低維護成本，利用該方案中搭配的西門子SIMATIC S7-1500 PLC 與SINAMICS驅動產品，提高系統穩定和可靠度。

同時展出壓空成型數位化實績，帶領參觀者實際感受數位分身為塑橡膠機台設備製造商帶來的優勢，包含：NX MCD 機電一體化（Mechatronics Concept Designer）與Unity coupling兩種模型呈現出不同的應用方式，提供更多元的數位化選擇。