Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
文章內容均屬於「雷射光谷推動促進網」所有,禁止轉載或節錄。 2019 年 07 月| 第 1 頁
2019 德國先進雷射技術應用參訪團之新知分享
工研院雷射中心 洪基彬 副執行長
雷射在先進製造當中扮演重要角色,全球製造業正在導入雷射製造以提高產業價值。
台灣的電子及工具機等產業深具國際競爭優勢,唯面對國際產業發展,需要更加精進
技術。德國是雷射產業發展最先進的國家之一,慕尼黑雷射展 (Laser World of
Photonics)是兩年一度的雷射專業展,全球重要雷射產業相關廠商都將與會參加,
為推展台灣雷射應用產業,師法德國發展經驗,此次雷射光谷為協助國內廠商鏈結
國際市場,結合產研共同組團,以落實雷射光谷計畫的產業群聚國際化,主要成員有
名光、麗僑、PIDA、及技術處與法人單位,共同參訪 2019 年 06 月 24 日至 06 月 27
日慕尼黑雷射展,並參訪 EOS 及 Trumpf 公司,目的為(1)參加慕尼黑雷射展收集市場
動態; (2)拜訪德國雷射廠商,同時作為未來台灣組團一同國外參展預作見習,希望
藉此參訪活動,對國際領先的雷射及其應用的研發狀況有更進一步的瞭解,並能夠
引導更多的創新研發。
(1)參訪慕尼黑雷射展
今年慕尼黑雷射展幾個整體的概況:(1)參展商共計 1,325 家,較 2017 年的 1,293
家,成長約 2.5%,來自 40 國(2)參訪者約有 34,000 人,較 2017 年的 32,700 人,
約成長 4.0%,超過 60%來自德國境外,主要成長人數來自美國及亞州。
兩年一次的 Laser World of Photonics 2019,幾乎全球重要雷射廠商皆有參與,
包括 TRUMPF、Coherent- Rofin、JENOPTIK、IPG、SPI、Scanlab 等;其中地主國
德國居於歐洲雷射領導地位,重量級廠商(如 TRUMPF、Rofin 等)亦為展場焦點,而
德國研究機構 Fraunhofer、LZH 也同步發表研發成果;中國廠商參展攤位也不少,
包括其中具知名度的有大族激光、MAX 等。擷取展場重點如下:
1. IPG: IPG 為全球最主要光纖雷射源大廠,今年看到 IPG 主要展出脈衝紫外光、
綠光光纖雷射含奈秒、皮秒及飛秒、20,000W~30,000W QCW 雷射、藍光雷射、
RGB 雷射、掃瞄頭及各式加工頭等,以微細加工為主,但從雷射源延伸到掃描頭、
ITRI L
AMC
文章內容均屬於「雷射光谷推動促進網」所有,禁止轉載或節錄。 2019 年 07 月| 第 2 頁
加工頭,甚至也展出雕刻機,意味逐步踏入各雷射關鍵模組,乃至利基系統,
從其掃描頭、光束整形模組及加工模組的組合,顯示在製程技術方面也頗有涉入。
2. Coherent:該公司為全球主要雷射源大廠之一,專注在雷射源的開發,應用領域
包含 micro 到 macro,會場展示主要以各種不同波長的雷射源(UVIR),包含
氣體雷射、固態雷射與半導體雷射,今年主要展出超短脈衝雷射、加工應用,
強調其雷射源搭配加工模組可有良好製程品質,並展出各式應用,諸如 UV 皮秒
雷射用於 OLED、IC wafer 切割,薄膜加工的高速低熱影響區,今年各廠力推的
汽車電池電極、電動馬達粗線圈端頭等銅-銅、銅-鋁的銲接,鋁鑄 Pump Housing
的 3.8 kW 雷射銲接取代傳統 O-ring 鎖固,以永絕漏水氣問題,汽車儀錶板日夜
兩用雕刻,汽車不鏽鋼油管銲接,皮秒雷射用於 Bus Bar Stripping 的銅-polymer
銲接,不鏽鋼 Sensor Housing 銲接,不鏽鋼 Heating Device 銲接,不鏽鋼 ABS
Brake Sensor 銲接等,也展出以 Excimer UV Laser 及其光學投影模組進行
Flexible OLED 及 Micro LED 大面積的 lift off transfer,顯然雷射巨量轉移也是
目前應用的趨勢,除汽車應用,顯示面板應用也是熱門市場。
圖 1. Coherent 的 Monaco UV 飛秒雷射可應用於微細加工
ITRI L
AMC
文章內容均屬於「雷射光谷推動促進網」所有,禁止轉載或節錄。 2019 年 07 月| 第 3 頁
3. TRUMPF:本次展出主要有打標、切割、銲接、微細加工、3D 列印及產線數位
連接(TruConnect),展場以電動汽車為載具,說明前述五大技術在車子的應用例,
其中,銅-銅、銅-鋁的銲接展品頗多,顯示此應用正夯或技術頗具挑戰;在銲接
技術上除銅質銲接,其光纖雷射結合循跡掃描達成精準銲接,使得銲接品質相當
良好;微細加工以超短脈衝雷射進行硬脆材料、高分子複合金屬、高分子複合
硬脆材料、異質金屬材料間的銲接、切割也都有展示;3D 列印含 PBF 及 LMD,
展出汽車部品如以 LMD 在剎車盤面披覆耐磨材料、PBF 製作齒輪連件等;產線
數位連接命名為 TruConnect,透過各雷射設備通訊協定及感測器,可將機台雷射
參數回傳到 Trumpf 控制中心,以統計系統內各模組數據諸如雷射功率、平台
移動速度、掃描器速度/範圍等,以通知客戶設備各模組正常與否、該否維修等,
強調不蒐集製程參數,不外洩客戶資訊,可能會逐步完構工業 4.0 功能甚至全廠
人工智慧化;整體而言,Trumpf 本次較強調技術應用,對雷射設備本身較未若
往昔般強調,應該是想以應用及其成效來凸顯公司本身設備的優異。
圖 2. 以 E-Mobility 作為展場應用情境的 Trumpf ITRI L
AMC
文章內容均屬於「雷射光谷推動促進網」所有,禁止轉載或節錄。 2019 年 07 月| 第 4 頁
(2)廠商拜訪
前兩天行程參訪德國雷射展與研討會,後兩天則安排拜訪德國重要雷射公司,
主要目的想了解德國在積層製造、雷射源、雷射應用設備等方面的進展及合作機會,
訪談重點摘要如下:
1. 參訪單位/拜訪對象:EOS GmbH Electro Optical System
EOS 已成立 30 年約有 1200 人,德國占 70%,其他約 30%,全球 50 國中有 75
個據點,20 年前開始進入 3D 列印,致力於醫材、航太、治具、汽車、生活等應用。
目前已售出 3000 台系統,54%金屬設備,46%高分子設備,2017/2018 年營收 350
百萬歐元,為推廣 3D 列印進入大量量產線,剛完成與航太及汽車廠商一年試營運
計畫,其中汽車業者為 Dmaimler,正等待業者決定是否正式導入量產中。
2. 參訪單位/拜訪對象:TRUMPF Laser and Systemtechnik GmbH
公司創立於 1923 年,2017/2018 年銷售額 3,566 百萬歐元,成長 14.6%,
迄 2018.06.30 全球共 13,420 人,德國 6,788 人,德境外 6,642 人,稅前收益 514 百
萬歐元,成長 52.3%,淨利率 14.4%,研發支出 337 百萬歐元,成長 5.9%,研發
員額增加 9.5%,資本投資 216 百萬歐元,成長 8.0%,兩大事業部 2017/2018 營收
分別為 Machine tools for flexible sheet metal processing 3.02 bn.€,成長 11.3%,
Laser technology 1.50 bn.€,成長 21.5%,雷射源以 CO2、光纖及 Disk 雷射為主,
其中 CW Disk 雷射源營收最多,全球據點分別德國 14 個,美國 10 個,歐洲 26 個,
亞太 16 個,區域銷售,德國 719 m€占 20%,成長 15%,西歐 950 m€占 27%,
成長 22.2%,東歐 357 m€占 10%,成長 29.5%,美國 601 m€占 17%,成長 11.4%,
亞州 918 m€占 26%,成長 41%。13.5nm EUV 光源是該公司的創新項目,主要提供
給 ASML、日本用於半導體及 PV 製程設備,利用 5 台 12KW CO2 激發出 EUV,相較
日本三菱是目前市場主流。 ITRI L
AMC
文章內容均屬於「雷射光谷推動促進網」所有,禁止轉載或節錄。 2019 年 07 月| 第 5 頁
(3)結論
本次主辦單位原規劃 A2、A3 為雷射系統及雷射源展區,B2、B3 是光學展區
主軸,透過實際參訪發現,B2、B3 的展區卻有很多非一線品牌的雷射源廠商,且其
產品都很亮眼,主辦單位的規劃可能可以再進一步思考歸類。
今年度的展區參觀共花費兩天時間,期間要聽演講又要看展出,並且需要花
很多時間訪問及對話,如 IPG、COHERENT、TRUMPF、SCANLAB、FRAUNHOFER
等大廠,雖然已有詢問涵蓋雷射源、掃瞄頭、加工系統的完整性等資訊,但在有限
時間下,卻少有時間可以另外去了解其他新秀及新議題,只能利用短暫訪問了解
大致原創意義,如 IOF/FRAUNHOFER 展出 Compact Quantum Imaging System,
其說明是利用晶體將飛秒雷射展頻,由一道波長分成紅、綠兩波長,便可進行非線
性成像,其餘資訊無法在這短暫對話中獲得,真的很可惜。
此展美國、法國、德國、大陸等等都有國家館,台灣宏惠、友嘉、搏盟、迪伸
等公司以掛台灣館的標示,分散在各區域展出,未若其他國家館是以一專區方式
呈現,較能吸引人。台灣雷射廠商近年非常活絡,未來若能透過台灣雷射相關團體
出面協助整合,以台灣館專區壯大氣勢,展現台灣雷射技術能量,應有助於台灣
雷射產業推動。
ITRI L
AMC