智慧製造時代:「精密量測」的未來力量


在當今快速發展的製造業中,智慧製造正成為推動技術創新和提升生產效率的重要引擎。這一概念不僅涵蓋了數字化、自動化和智慧化製造的全面升級,還將製造業帶入了新的技術革命。

智慧製造的趨勢與發展

智慧製造專注於整合先進的數字技術和自動化系統,以實現更靈活、高效和可持續的生產運作。這包括使用大數據分析、物聯網(IoT)、人工智慧(AI)和雲端計算等技術來提升生產線的智慧化水準。隨著智慧感測器和自動化設備的普及,製造商可隨時監控生產數據、進行預測性維護,進而快速做出反應並優化生產流程。在這個轉型過程中,精密量測的角色至關重要。
精密量測的需求如此強勁,主要是為了確保產品品質和性能,以滿足嚴格的行業標準和客戶需求。以下舉例說明不同產業中精密量測的重要性:


1、半導體及封測:晶圓製造和晶片封裝
半導體製造過程中的每一個步驟(如光刻、蝕刻、離子注入等)都需要高度精確的控制和量測。即使是微小的偏差,也可能導致性能下降或完全失效。使用專業的晶圓檢測設備,分析晶圓上的線寬和間距(Line Space)、表面粗糙度(Roughness)以及薄膜厚度(Film);以及利用CNC自動影像量測系統和X-Ray非破壞穿透式檢測設備檢測晶圓和晶片,能確保每一層結構和焊點都達到設計要求,並進行缺陷分析和故障排除。

 
01.晶圓檢測.png\
圖片來源:https://youtu.be/oU6RFDZysyo?si=DkEv062whZTIoIZf
(Nikon NWL-200 Wafer Loader Series)

 

2、PCB製造及組裝:板材製作和元件焊接

精密量測在PCB(印刷電路板)製造中,利用AOI(自動光學檢測)、X射線檢測和雷射測量等先進檢測設備,確保每個電路和元件的精度與可靠性。精密量測能精確檢測出微小缺陷,例如:線路斷裂、短路和元件錯位等,避免功能失效。這樣不僅提高了產品品質和性能,更有效降低返工和維修成本,對電子產品的成功至關重要。
 
02.PCB檢測.png
圖片來源:https://youtu.be/P_Y-scMtXzs?si=qQPg0DeE33wgONr9
(Nikon Nexiv VMZ S Automation Solution)


3、航太:飛機零部件製造

航太零部件需要在極端條件下運行(如高壓、高溫、震動等),任何微小的製造缺陷都可能導致嚴重的後果,包括設備損壞和安全事故。使用三次元量測設備(CMM)和觀察顯微鏡進行精密尺寸和表面缺陷檢測,能有效確保每個零部件的形狀、尺寸和材料特性都符合設計規範。
 
03.航太件檢測.png
圖片來源:www.lkmetrology.com
(圖左)(圖中)渦輪扇發動機扇葉、(圖右)飛機組件固定裝置
(LK ALTERA CMM、RENISHAW REVO®、LK G90C 10.10.8)

 

4、醫療器械:精密手術器械和植入物

醫療器械直接關係到病人的健康和生命,必須達到極高的精度和清潔度要求。任何微小的偏差都可能影響器械的功能或引起感染。使用三次元量測設備(CMM)、精密量測儀器和大行程客製化顯微鏡,檢測器械的尺寸、形狀和表面品質,並進行清潔度分析,確保產品符合醫療標準。
 
04.醫療.png
圖片來源:(圖左)www.lkmetrology.com 人工髖關節
(圖右)https://reurl.cc/Zem60A 手術縫針檢測,為100 根縫針正在進行快速、自動化的精密檢測
(LK ALTERA CMM、Nikon Nexiv VMZ-R3020)

5、汽車製造:引擎零件、安全系統零件、車體、輪圈等

汽車零部件需要在運行過程中維持高度可靠性和性能,尤其是涉及安全的部件(如ABS感測器、制動系統、氣囊模組等)。利用三次元量測設備(CMM)、CNC自動影像量測系統和X-Ray檢測設備對零件進行尺寸量測和內部缺陷檢查,確保零件的精度和完整性,能有效控制和改進品質。
 
05.汽車.png
圖片來源:www.lkmetrology.com
(圖片由左至右)ABS感測器本體、賽車輪圈、汽車汽缸、汽車變速箱
(LK ALTERA CMM、RENISHAW REVO®)

 

6、精密機械加工:高精度工具和模具

高精度工具和模具廣泛應用於各種精密加工和製造過程,其精度將直接影響到最終的產品品質。使用三次元量測設備(CMM)、CNC自動影像量測系統和精密量測儀器,檢測工具和模具的尺寸與表面品質,確保其符合設計規範,並能穩定生產高品質的產品。
 
06.精密零件.png
圖片來源:www.lkmetrology.com
(圖左)步槍瞄準鏡、(圖中)塑膠射出模具、(圖右)重型機動工件
(LK ALTERA CMM、RENISHAW PH20、LK FREEDOM Arm Classis Scan)
 

精密量測在智慧製造中的關鍵作用

精密量測在確保產品精度和品質,有著舉足輕重的地位。在智慧製造的趨勢浪潮中,提供高精度量測和檢測能力,從原材料接收到加工過程,以至最終產品檢驗,皆是不可或缺的把關環節,精密量測對生產商的益處包括:
 
1、品質控制與保證:精密量測能夠準確測量產品尺寸、形狀和表面特性,確保產品符合產業設計規範和品質標準。
2、製程改善:通過量測數據的分析,製造商可以識別和解決生產過程中的潛在問題,從而提高產品的一致性和生產效率。
3、成本節省:精確的量測有助降低廢品率,同時提高資源利用率,進而降低生產成本並增強市場競爭力。


智慧製造與精密量測的未來

隨著智慧製造技術的進一步成熟和應用,精密量測的重要性將更進一步受到重視。未來,隨著數據分析和人工智慧(AI)的應用不斷深入,更智慧化的量測和即時反饋是絕對需要的,才能成為製造流程持續優化與創新的助力。

智慧製造不僅提升了製造業的效率和靈活性,同時也帶動生產品質的需求。精密量測作為實現這些目標的關鍵技術之一,將在未來工業發展中持續發揮關鍵作用,有助企業打造更高的生產品質與效率,競爭力也更能有飛躍性的提升。

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