Page 42 - 2024 大中華機械五金總覽

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縫縮小，及加快加工速度等優點。對於急需大量生產及高安全性的電動車電池模組而言，雷射銲接
我國雷射產業現況與未來發展 製製程技術可說是最佳的選擇方案。

對於電動車及電動巴士產業來說，電池模組使用量非常大，電池製造端需要大幅增加電池產能，才
能應付產業的需求。工研院為此開發先進掃描式雷射銲接技術，取代以往單點式的雷射銲接工法。

■文、圖/工業技術研究院 南分院 副經理 邱慶龍 掃描式銲接以高速及平面加工方式，不需使用保護氣體，並可銲接複雜的銲道圖形，對於單輛車就有
高達7000個的電動車電池而言，此技術可以高速完成模組的銲接。以此技術銲接的電池模組已通過
雷射光的產生是以一個外在能量去激發共振腔內的 ECER100.02、ISO12405的機械衝擊、溫度衝擊及振動強度三項測試驗證測試，目前已經移轉國內廠
介質(氣體：二氧化碳、固體：Nd:YAG晶棒或摻雜YAG 商協助建置國產電巴用動力電池雷銲產線並進入量產，在不久的將來更可以在儲能、蔬果搬運車等

的光纖或紅寶石等)產生光子，再藉由共振腔的結構將 應用看到成果。
光子數量放大輸出，所輸出的雷射光束可以藉由不同的
控制方式，產生不同作用時間長度的雷射光束，用以進 產業自動化的生產

行加工、檢測、偵測、影像處理等工作。早期雷射最主 面對全球製造產業推往智慧製造與淨零排放的趨勢發展，下一階段雷射產業的佈局發展，除了持
要的應用是以光通訊與光儲存為主，例如CD/DVD光碟 續發展更高效率、高功率及更多元的應用設備，帶動機械設備產業轉向產業升級轉型及低碳化製造
機讀取頭。近來由於雷射發射源技術的突飛猛進，雷射 之外，亦需同步發展具智慧化之雷射設備系統。透過與感測技術及模擬預測技術的結合，與其他傳統

加工已成為全球雷射最大的應用領域，再加上雷射源的 加工設備串聯組合，以網路連線蒐集、傳送數據與影像資料，形成一個具規模的智慧製造產線網路。
可控特性適合與自動化模組或設備連結，以及整合智慧 透過即時將各設備生產資料串聯蒐集，可進行能源耗用管理、設備生產碳盤查、碳熱點分析等即時
化系統，成為智慧製造轉型的重要一環。 回饋數據，加以彙整後即可進行廠務耗能分析與整廠碳盤查。

國產高能雷射源 工研院透過雷射設備自動化與NIP 平台，成功推動國內廠商進行設備能耗管理。歐盟將於2026年
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面對高功率加工的需求，國內鈑金加工的雷射設備 起開徵碳關稅，立法院已初步通過『溫室氣體減量及管理法』的修法審查，國內許多廠商也開始思考
多使用國外設備產品品。為了推動國內自主高能雷射技 如何轉型。以國內製造廠為例，透過導入高能雷射，將產線原本的傳統高耗能設備更換為高能雷射設
術，工研院在經濟部科技專案計畫的支持下發展高能 備，建置能耗數據監測管理系統，使管理總部能即時監控設備運轉效率，並分析能耗數據、安排製程
DDL(直接二極體雷射)智慧雷射源技術與藍光雷射源技 ▲圖 1 國產 6kW DDL 雷射源 最佳化、優化能源使用，成功將年耗電量降低90%，不僅節省電費，也降低碳排放量、減少不良品，成

術，工研院主要研發電光驅動模組、雷射源設計整合技術與不對稱式光纖熔接技術，實現仟瓦級雷 功使公司從一般加工廠轉型為數位智慧型工廠。因此，未來的雷射加工將朝向高度自動化整合，並與
射輸出，工研院亦整合國內騰錂公司的國產泵浦雷射二極體及㵢杰公司的光引擎，開發國產高能光 智慧技術、加工前模擬技術、影像監測技術、專
纖雷射源，應用於國產高能雷射切割設備，已成功進入國內科技大廠量產線解決製程問題。國內雷射 家系統與減碳平台整合，透過高速網路的連接讓

應用這幾年開始蓬勃發展，國產雷射源也開始受到設備商的青睞，逐漸在國內市場站穩腳步，如㵢 工作變的更加自動化，也讓工作效率得以提升。
杰、光合訊、騰凌與虹峻等。隨著技術的提升與產品的改進，國產雷射源種類越來越豐富，加上藉
著地利之便，雷射源的維護與整修也更加方便，未來國內設備廠商將會陸續引進國產雷射源。 未來全球產業以半導體、電動車、高頻通信為

主，國際產業環境要求也越趨嚴格。國內自主雷
電池雷射銲接技術 射源產業已經逐漸成形擴大，也開始導入設備端

電池是電動車最大的關鍵組件，對於電池而言，傳統的銲接熱輸入量過大，會造成熱裂變質及熱 應用，品質也越來越受國內廠商肯定，結合智慧
變形。而且人工銲接產速慢，且需在環境高溫作業，產生煙塵銲渣等缺點。工研院利用雷射的能量中 自動化與碳分析管理，將會有更多的國內使用者
特性，研發出針對電動車電池銲接技術，使電池在銲接過程中產生極小的熱變異，再加上自動化設備 導入國產設備與系統，帶動製造業蓬勃發展。

設計，可固定加工高度、即時校正補償加工路徑，並可以光學振鏡高速平面掃描來減小銲縫，大幅提
高焊接面外觀及品質。工研院進一步提升設備的智慧化，可預測銲深及銲寬品質，讓銲道更潔淨、銲 ▲圖 2 國產電動巴士用之動力電池雷銲設備