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連漢翔也點名合作 漢鼎深耕超音波加工進軍新材料市場

陳政雄深耕超音波加工技術超過20年,2018年成立漢鼎智慧科技。廖家宜攝

隨著氮化鎵(GaN)成為5G時代的重要材料、飛機機體以及車體輕量化需要運用大量複合材料,未來從半導體、航太、汽車甚至連醫療,都迎接著一場多元化新材料革命。所衍生對於新材料加工的需求,也讓CNC工具機進入新藍海市場。

2018年正式從中興大學獨立而出的新創公司漢鼎智慧科技,在新材料加工市場中以隨插即用的模組化設計開發出超音波模組刀把,這項產品在過去2年裡,成功獲得半導體業者與國內航太龍頭的青睞,而精準切入現有市場痛點的商業模式,更讓漢鼎智慧科技走出與國際大廠不一樣的路。

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漢鼎智慧科技團隊,左起為技術長陳政雄與執行長廖德銘。廖家宜攝

新材料時代來臨 CNC加工迎新藍海

「其實我是老齡創業!」漢鼎智慧科技創辦人陳政雄既幽默又低調地形容自己的創業過程。學界的前瞻技術研究,往往是支持國家產業長遠發展的重要根基,而陳政雄過去在中興大學投入超音波加工技術研究,已經超過20年,藉由累積深厚的技術基礎,2018年陳政雄便在科技部價創計畫支持下成立漢鼎智慧科技,成為學院派創業中的一員。

在新材料加工需求中,陳政雄已看到未來蓬勃的市場商機。從半導體、航太、汽車、消費性電子到醫療產業,新材料的應用越來越多元。

舉例來說,隨著5G世代來臨、汽車電子化的比重增加,碳化矽(SiC)與氮化鎵因可帶來更高的能源轉換效率,成為半導體材料的明日之星;為了讓飛機輕量化,在飛行時更省油,從飛機到引擎製造商,使用複合材料來取代舊有鋁合金,已是越來越明顯的趨勢。

而輕量化的需求,也反應在汽車製造,電動車的發展使得車體不斷朝輕量化結構邁進以提升電池續航力,甚至在醫材市場中,隨著高齡化時代來臨,人工關節、假牙等醫材也都需要更堅硬、耐磨的新材料。

陳政雄因此相當看好,現在的CNC加工以金屬加工為主流,但未來包括複合材料、陶瓷、石英、藍寶石以及超硬合金等新材料,都將是未來CNC加工的新藍海。

超音波加工與新材料市場的完美契合

雖然是塊市場大餅,然傳統的CNC加工卻無法突破某些技術瓶頸。陳政雄解釋,由於新材料普遍屬於硬脆質地,傳統CNC工具機的設計,主要以金屬為主,透過高速旋轉的刀具或工件進行材料切削,刀具跟材料間的摩擦阻抗不僅降低刀具使用壽命,此外,也會造成加工效率低與品質不良的問題。

而超音波加工,則是在傳統主軸以高轉速進行除料之外,再輔利用每秒2萬~4萬次的高頻微幅振動來分散切削力道,並降低切削阻力,使刀具的負荷降低進而提升使用壽命,也讓上述傳統加工所遇到的難題迎刃而解。

過去市場不是沒有業者投入超音波加工技術,除了選擇採購國外大廠的超音波加工機外,國內也有廠商開發出同類型產品,不過由於超音波刀把內含電子元件,因此傳電方式便成為各家技術不同之處。

而漢鼎的優勢則在於,有別於採用接觸式電力傳輸限制了主軸轉速,漢鼎所開發的非接觸式電力傳輸技術,原理則類似於無線充電,此舉讓刀把不受制於主軸轉速和耗材的限制,因此轉速可達3.8萬rpm以上,是目前市場上接觸式電力傳輸的6倍之多,也因此能更廣泛地運用在高精度加工。

除此之外,考量到加工過程中,使用者行為或環境因素也會影響加工品質,漢鼎更自主掌握軟硬整合與機電整合技術,在刀把中裝上感測器,透過即時的IoT資訊來監控刀具的使用狀態,並自動調整最佳振動頻率,對於使用者而言,也減輕了不少現場監工的壓力。

獨特模組化設計 與國際大廠走出不一樣的路

早在30年前,像是日本德馬吉森精機(DMG Mori)、 Disco兩家大廠,就在研發超音波加工技術,然而早期技術掌握在大廠手中,採購時必須整機購入,因此售價十分高昂,且交期相當長。

如今產業變化快速,今非昔比,陳政雄說,現在對於客戶而言,時間就是金錢,交機時間越長,代表訂單流失的機率越高。為了突破國外大廠的限制,漢鼎因此抓準這兩個痛點,發展出一套更吸引客戶的商業模式。

有別於大廠整機輸出,漢鼎將超音波刀把透過模組化的設計,具有隨插即用優勢,這樣的設計除了因不用購置整機而大幅縮減成本外,更帶來了更大的安装便利性和靈活性。包括可應用在原有機台中提升加工性能,甚至當機台故障時,還能快速移轉至其他閒置機台,以便調節產能。透過成本上的優勢與使用彈性,漢鼎走出與國際大廠不一樣的路。

看好三大市場加工需求

隨著超音波加工技術在應用領域的拓展,過去2年來,漢鼎在半導體市場大有嶄獲,受到許多台積電下游耗材供應商的青睞,半導體市場因此成為漢鼎成長幅度最快的應用領域。而受惠台灣半導體產業的競爭優勢,陳政雄也看好漢鼎未來能在半導體市場中持續穩健成長。除此之外,國內航太龍頭漢翔工業,也採用漢鼎的超音波模組刀把,將其運用在機身複合材料加工製程中。

而論及未來市場潛力,陳政雄則是相當看好航太、醫材及汽車的複合材料加工需求,以及半導體與3C產業的發展前景。其中則以半導體與航太因應品質至上的需求,因而跑得最快,而3C產業中則是受惠手機與穿戴式裝置因應5G時代使用陶瓷機構件,不過在該領域中,則因產品生命週期短與成本的考量,尚未迎來爆發點,但市場潛力仍相當可期。

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