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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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和和機械 創造管件加工新價值

魏茂國

以客戶需求為出發,和和機械持續鑽研改進管件加工技術與設備,協助客戶提升生產營運效益;同時更主動投入雷射技術領域,並在資源連結與聯盟合作之下,朝向高價值的雷射應用設備邁進。

有別於一般切削加工或塑膠射出成型等用途較廣泛、使用量較大的工具機及產業機械,以生產切管機等管件加工設備為營運核心,雖然市場規模相對較小,卻是三十餘年來,和和機械站穩市場的重要利基。憑著對金屬管件加工技術的持續投入,不僅使得和和機械以「SOCO」品牌跨足中國大陸、東南亞及歐美等地市場,亦成為亞洲第一、全球第五大廠,並陸續獲得國家磐石獎、國家產業創新獎、台灣精品獎、台灣優良品牌等肯定。

身為機械設備廠商,和和機械對於研發的堅持,更成為至今能不斷創造佳績的動力來源;除設有創新研發中心外,光是在台灣約200名員工中,就有近20%是研發人員。和和機械協理林祖年強調,和和機械的技術與產品研發,主要就是跟隨著客戶的需求;例如在切管之後需要修邊,因此開發了倒角機,或是因應管件的彎曲、擴大、縮小,於是又有了彎管機和擴管機等產品包括汽車、家具、運動器材、醫療輔具等產業都大量使用。這些研發經驗的積,讓和和機械不只在管件加工技術上得以領先,更能掌握客戶的需求與變化。

了解客戶的需求,和和更重視以技術來專注於利基市場的開發。林祖年指出,同樣是專注在管件加工的市場,近年來和和發現產業界對管件挖孔、接合等的精度與自動化需求愈來愈強烈,使用傳統銑床或沖床設備已經逐漸無法滿足要求,必須以更創新的技術來解決,也讓和和開始關注雷射技術開發領域。

以客戶需求為依歸

事實上早在一、二十年前,歐洲地區就開始以雷射技術來取代傳統沖床方式,並因此提高附加價值。最顯而易見的理由,就是傳統沖床受到模具品質的影響相當大,包括模具的維修保養、磨損狀況、更換頻率等,都左右著最終的加工結果;甚至在加工過程中,人工操作者的經驗與技術,像是上料固定做得好不好,或是能否減少振動影響等,都容易造成結果的差異,因此也較難以達到更精細與一致性的要求。

此外,若以沖床加工時有各種不同大小與形狀的鑽孔需求為例,通常就要有相對應種類數量的模具和機台來作業,而且每個機台都還要搭配人工來操作,也要有足夠的廠房空間來容納所有人力與設備。林祖年表示,這些都是使用管件加工設備的客戶所必須面對的負擔,但如果能改用雷射切割技術與設備來取代傳統沖床,許多生產及管理上的問題便可迎刃而解;像是改採電腦控制雷射切割就不需要使用模具,而且只需一個機台就能完成所有切割、鑽孔等作業,加上自動化控制更可保持每一次切割的精準度,同時還能降低人工及廠房的成本。

這些雷射技術帶來的優點,當然也引起和和機械的興趣,不但能夠提升設備、整合沖床加工,同時也能提供客戶更高的產品價值,並在2007年設立光電研發單位,投入雷射切割設備的相關技術研發。但林祖年也坦誠,從原本的管件加工技術,跨越到性質相差甚大的雷射技術,的確是個不小的門檻;尤其在多方觀察之下,發現國內在高功率雷射加工方面的資源相當缺乏,因此一直未能實際投入;直到後來才決定自行「硬幹」,想辦法取得資源並培養技術人才。

然而,初期投入讓和和機械花了不少功夫;雷射設備需要雷射、電機、機械、電控等四項技術的整合,對和和機械來說,等於要進行四種新技術或新產品的開發,在缺少技術與經驗之下,只能靠著從基礎一步步地摸索,雖花費了不少心力和時間,卻沒有得到顯著的進展。好比只為了理解雷射源的特性,就得像做實驗般將光路平台架設起來,設計各種實驗來測試雷射源的各種控制參數。

林祖年表示,這些看似簡單的原理或資訊,在尚未確定應用發展和需求時,很難向元件供應商提出要求或規格。只能藉由不斷地嘗試獲得更多了解,亦無法快速朝向產品發展。於是和和機械也開始積極向外尋求更多資源的協助,因此和和與工研院合作,授權引進皮秒雷射技術。

不過就如同林祖年所說,雖然知道皮秒雷射技術不錯,但在公司內並沒有足夠的人才及能力來接手後續的開發運用,亦突顯出技術人才層面的重要性。這項合作計畫進行了一年,也使得和和機械與工研院有更多的互動,逐漸建立技術研發支援的管道。

整合技術研發力量

除了雷射技術方面需要學習,和和機械在進入雷射設備領域時,不論是在機構設計、精準度要求或控制方法上,都和過去有很大不同,也必須要了解客戶端的真正需求與期待。林祖年表示,以原本較為熟悉的切管機為例,從構想設計到開發試驗、推出原型機,大約只需要8個月;在2011年,和和機械首次推出的第一台全自動光纖雷射切管機,其原型機就足足花了四年的時間來研發,但對客戶而言,改用這類設備粗估只要一、二年就可以回本。

雷射技術對於產業發展的重要性,也受到了政府的重視,並大力推動「雷射光谷」計畫,期許以產業群聚與研發聯盟等合作方式,打造台灣雷射產業的技術和服務能量。在今年8月正式成立的「雷射管件切割研發聯盟」,就是由工研院協助整合,以和和機械為主導廠商,與榮剛材料、新代公司共同組成,並結合中華大學、台灣大學與工研院等學研單位的技術支援,計畫在半年內完成台灣首部五軸管件雷射切割設備的開發,目標是改變高階雷射設備皆由國外進口的現況。

「雷射管件切割研發聯盟」是雷射光谷計畫中第一個成立的研發聯盟,除了以和和機械發展的雷射加工設備為核心外,榮剛材料與新代公司則分別負責雷射加工頭與雷射控制器的研發;透過研發聯盟的整合,不僅可以支援主導廠商開發整機雷射加工產品,還能建立並提升雷射設備關鍵模組的技術。估計由「雷射管件切割研發聯盟」開發的機台,在量產價格上更具競爭力,可以降低國內廠商採購成本約30%,如果以取代進口70台來估算,其產值可高達17.5億元。

在廠商結盟合作之下,初期會從醫療器材管件切割應用,將來可應用於運動器材、家具、汽車,乃至於建築的特殊設計與結構。林祖年認為不只有機會開發出技術愈先進、價格愈高的雷射加工設備,滿足特別的市場需求;同時在關鍵技術的提升上,更能帶動產業應用及發展的效益,是聯盟合作最具意義之處。像是技術合作廠商就可以針對不同市場與客戶,研發各項相關的關鍵元件或組件,衍生更多雷射設備應用及服務,並且變得愈專業、生產量愈多,相對也能讓產業鏈中的各業者受惠。

在技術設備提升的同時,對於使用廠商來說也是個提升轉型的好機會。林祖年還認為,即使研發投資對中小企業是不小的壓力,但以和和機械從客戶角度的創新,並獲得客戶的認同,更希望能夠持續應用雷射技術,在管件加工的領域中為客戶創造更高價值。

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