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连汉翔也点名合作 汉鼎深耕超音波加工进军新材料市场

陈政雄深耕超音波加工技术超过20年,2018年成立汉鼎智能科技。廖家宜摄

随著氮化镓(GaN)成为5G时代的重要材料、飞机机体以及车体轻量化需要运用大量复合材料,未来从半导体、航天、汽车甚至连医疗,都迎接著一场多元化新材料革命。所衍生对于新材料加工的需求,也让CNC工具机进入新蓝海市场。

2018年正式从中兴大学独立而出的新创公司汉鼎智能科技,在新材料加工市场中以随插即用的模块化设计开发出超音波模块刀把,这项产品在过去2年里,成功获得半导体业者与国内航天龙头的青睐,而精准切入现有市场痛点的商业模式,更让汉鼎智能科技走出与国际大厂不一样的路。

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汉鼎智能科技团队,左起为技术长陈政雄与执行长廖德铭。廖家宜摄

新材料时代来临 CNC加工迎新蓝海

「其实我是老龄创业!」汉鼎智能科技创办人陈政雄既幽默又低调地形容自己的创业过程。学界的前瞻技术研究,往往是支持国家产业长远发展的重要根基,而陈政雄过去在中兴大学投入超音波加工技术研究,已经超过20年,藉由累积深厚的技术基础,2018年陈政雄便在科技部价创计画支持下成立汉鼎智能科技,成为学院派创业中的一员。

在新材料加工需求中,陈政雄已看到未来蓬勃的市场商机。从半导体、航天、汽车、消费性电子到医疗产业,新材料的应用越来越多元。

举例来说,随著5G世代来临、汽车电子化的比重增加,碳化硅(SiC)与氮化镓因可带来更高的能源转换效率,成为半导体材料的明日之星;为了让飞机轻量化,在飞行时更省油,从飞机到引擎制造商,使用复合材料来取代旧有铝合金,已是越来越明显的趋势。

而轻量化的需求,也反应在汽车制造,电动车的发展使得车体不断朝轻量化结构迈进以提升电池续航力,甚至在医材市场中,随著高龄化时代来临,人工关节、假牙等医材也都需要更坚硬、耐磨的新材料。

陈政雄因此相当看好,现在的CNC加工以金属加工为主流,但未来包括复合材料、陶瓷、石英、蓝宝石以及超硬合金等新材料,都将是未来CNC加工的新蓝海。

超音波加工与新材料市场的完美契合

虽然是块市场大饼,然传统的CNC加工却无法突破某些技术瓶颈。陈政雄解释,由于新材料普遍属于硬脆质地,传统CNC工具机的设计,主要以金属为主,透过高速旋转的刀具或工件进行材料切削,刀具跟材料间的摩擦阻抗不仅降低刀具使用寿命,此外,也会造成加工效率低与质量不良的问题。

而超音波加工,则是在传统主轴以高转速进行除料之外,再辅利用每秒2万~4万次的高频微幅振动来分散切削力道,并降低切削阻力,使刀具的负荷降低进而提升使用寿命,也让上述传统加工所遇到的难题迎刃而解。

过去市场不是没有业者投入超音波加工技术,除了选择采购国外大厂的超音波加工机外,国内也有厂商开发出同类型产品,不过由于超音波刀把内含电子元件,因此传电方式便成为各家技术不同之处。

而汉鼎的优势则在于,有别于采用接触式电力传输限制了主轴转速,汉鼎所开发的非接触式电力传输技术,原理则类似于无线充电,此举让刀把不受制于主轴转速和耗材的限制,因此转速可达3.8万rpm以上,是目前市场上接触式电力传输的6倍之多,也因此能更广泛地运用在高精度加工。

除此之外,考量到加工过程中,使用者行为或环境因素也会影响加工质量,汉鼎更自主掌握软硬集成与机电集成技术,在刀把中装上传感器,透过实时的IoT信息来监控刀具的使用状态,并自动调整最佳振动频率,对于使用者而言,也减轻了不少现场监工的压力。

独特模块化设计 与国际大厂走出不一样的路

早在30年前,象是日本德马吉森精机(DMG Mori)、 Disco两家大厂,就在研发超音波加工技术,然而早期技术掌握在大厂手中,采购时必须整机购入,因此售价十分高昂,且交期相当长。

如今产业变化快速,今非昔比,陈政雄说,现在对于客户而言,时间就是金钱,交机时间越长,代表订单流失的机率越高。为了突破国外大厂的限制,汉鼎因此抓准这两个痛点,发展出一套更吸引客户的商业模式。

有别于大厂整机输出,汉鼎将超音波刀把透过模块化的设计,具有随插即用优势,这样的设计除了因不用购置整机而大幅缩减成本外,更带来了更大的安装便利性和灵活性。包括可应用在原有机台中提升加工性能,甚至死机台故障时,还能快速移转至其它闲置机台,以便调节产能。透过成本上的优势与使用弹性,汉鼎走出与国际大厂不一样的路。

看好三大市场加工需求

随著超音波加工技术在应用领域的拓展,过去2年来,汉鼎在半导体市场大有崭获,受到许多台积电下游耗材供应商的青睐,半导体市场因此成为汉鼎成长幅度最快的应用领域。而受惠台湾半导体产业的竞争优势,陈政雄也看好汉鼎未来能在半导体市场中持续稳健成长。除此之外,国内航天龙头汉翔工业,也采用汉鼎的超音波模块刀把,将其运用在机身复合材料加工制程中。

而论及未来市场潜力,陈政雄则是相当看好航天、医材及汽车的复合材料加工需求,以及半导体与3C产业的发展前景。其中则以半导体与航天因应质量至上的需求,因而跑得最快,而3C产业中则是受惠手机与穿戴式装置因应5G时代使用陶瓷机构件,不过在该领域中,则因产品生命周期短与成本的考量,尚未迎来爆发点,但市场潜力仍相当可期。

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