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當期雜誌

作者:戴仲裕、陳科翰、黃啟榮、彭達仁金屬薄件製程解析與高效率製造技術

隨著工業升級的世界趨勢以及數位科技蓬勃發展，世界製造技術走向數位化、自動化及智能化，國內製造產業必須導入先進製造技術才可與國際接軌。由於產品導向與環保議題，產品輕量化越來越受到重視，但薄型工件加工不易，必須有一套完整的製程規劃技術才可提升產業製造能力。本文將提出一套針對薄件製程解析與高效率製造技術，透過整個加工系統的解析、數位製程模擬技術以及製程效率預測找出最佳的解決方案，提供國內產業一套有系統的製程規劃方法與結果，方可改善國內製造產業受現於傳統技術而無法突破之問題。

作者:徐立宇、張瑞旻、黃啟榮、林偉宸、梁碩芃超音波輔助蜂巢結構切割及刀具壽命預測系統

全球航空業正面臨一波換機潮，燃油效率、低排放、輕量化設計成為次世代商用客機的設計趨勢。蜂巢結構是航太產業中質輕、高強度的代表性材料而超音波輔助加工是目前國內業者主要的蜂巢結構加工方法，但由於進口機台昂貴、刀具壽命短且刀具磨耗後無法透過研磨、鍍膜重新使用等問題導致生產成本居高不下。

本文將介紹利用工研院研發團隊現有的工具機設計與智能化軟體開發能力整合學術界在複合材料性質與超音波加工方面之研究成果，發展超音波輔助蜂巢結構加工刀具壽命預測技術，並可技術移轉給國內工具機產業，以打入國際航太供應鏈。

作者:戴仲裕、林啟正、黃啟榮、彭達仁應用雷射都普勒速度儀於動態薄壁件的切削穩態預測

顫振是一種常見的加工問題，顫振會影響刀具的壽命、工件表面精度與生產效率等等。一般顫振的發生主要是由主軸上的刀具振動所產生的影響，而針對薄壁工件的切削顫振來說，由於薄壁工件本身質量較小與剛性較軟，所以薄壁工件的顫振發生為工件本身的自然振動勝過於刀具的影響。由於薄壁工件本身的動態特性對於外加的質量特別敏感，為了可以得到精確的切削穩態預測，本文提出使用雷射都普勒速度儀（LDV）取代一般常用的加速度規作為量測頻率響應函數的量測方法，用以避免加速度規的質量影響量測的準確性。穩態耳垂圖是由切削深度、工件與刀具的自然頻率和主軸轉速所計算而得的，本文將比較傳統使用加速度規的實驗方法與雷射非接觸式量測法的頻率響應函數與穩態耳垂圖，並針對不同的量測方法進行討論。

作者:戴仲裕、黃啟榮、林啟正、彭達仁航太薄件加工虛擬製程預測技術

加工製程虛擬數位化對於製造效率提高而言是個關鍵，主要原因在於製程模擬可減少工件打樣的時間，並且更可降低製造過程開發的成本。為了在加工過程中實現高精度和保持穩定性，工件在每一製程狀態的結構動態特性勢必事先預測出來，且對於加工薄型工件的航太相關製造中是特別有用但比較困難的，例如渦輪葉片，主要原因在於薄壁工件加工過程結構輕薄，容易誘發顫振，且薄壁工件動態特性容易受到虎鉗夾持條件而有所影響，對於動態特性模擬而言，無法使用一般量測方法直接得到夾持條件，最終造成模擬不準確。本技術建構一套薄壁工件加工過程的動態特性與切削穩態預測方法，由模型更新法（model updating method）的虎鉗夾持條件辨識方法，將工件夾持於虎鉗上的系統動態特性進行模擬，將一般手動模擬法造成的模擬誤差14%降透過本技術的科學化調整至剩下1.5%。透過較符合實際的模擬模型可提升切削穩態預測的準確性，進而避免薄壁工件切削過程誘發顫振可能性，更可透過切削穩態預測得到最佳的加工效率。