3D列印為許多產業都帶來了一波新的能量,其中3D掃描器的技術也是相應而起的新興技術;根據調研機構IDC市場報告其製造業以「汽車產業」最廣泛,多半利用3D掃描來執行品管控制或是快速精準擷取最前端的3D數位資料,都是汽車產業購入3D掃描器的主因。
台灣汽車工業發展自今超過六十年,不論是研發設計、製造品質或管理能力均已達到先進國家水準。但近年面臨新趨勢衝擊,如電動汽車、自動駕駛、新生產製程、客製化要求以及輕量化複合材料等需求下,「數位化」改變了汽車製造業。透過3D數位化提供多元車型設計,縮短產品上市時程,並於開發週期執行品質驗證,避免時間/金錢的錯誤成本,達到最佳化、高效率及最高品質的生產製造流程。
裕隆汽車展現3D數位製造成效
裕隆汽車三義工廠成立於1981年,歷經近40年不同車型的開發與製造,為對應台灣市場需求,生產線已進化為少量多樣生產,一條產線可對應近10個不同車款的混線生產方式,但因早期生產設備並無3D建模,因此在新車款導入時,常需花費很多人力工時與老師傅的過往經驗去進行產線改造,造成失敗成本高與經驗不易傳承,導入虛擬製造進行DR(Design Review)低減失敗成本並將開發經驗保留於雲端系統。
裕隆汽車生技部吳健銘指出,「數位製造是透過虛擬3D環境建構產線,並於產線中進行虛擬生產,驗證產線稼動率、發掘瓶頸製程/工站、工時預估等。每當有新車型要進行生產,如運用的是新產線,只要請設備廠商提供3D圖,但若透過舊產線改造,最常見的困難點是設備3D建模不全,因此數位製造前必須將產線設備都進行數位化,才能模擬其作業合理性、機械手臂機構動作是否有干涉,進行產線規劃方案。」
早期未導入3D設備前,透過傳統的紙板、木板製作設備斷面外型輪廓,帶到生產線上透過手工測量確認,後來則運用通業技研所代理的Creaform 3D掃描,將產線其ROBOT用的焊槍、車體吊車、傳輸帶以及汽車鈑件進行掃描以建立數位化資料庫, 降低開發成本並將焊接作業標準書半自動化,降低人力成本(從工時90人天降為45人天),年節省超過五百萬台幣的支出。
目前裕隆汽車在虛擬工廠建構,以及在壓造、塗裝、車裝與數位化製造技術擴大應用範疇中,下一步計畫將擴大到技術文件產出自動化,機器手臂的教示技術與擴大虛實整合的工程應用,並對外提供技術服務,包含逆向掃描/建模、數位產線規劃,協助廠商在生產前進行數位製造模擬。
通業技研深耕汽車產業逾20年
通業技研深耕3D領域近30年,累積出豐富的掃描製程經驗,以最佳、速度最快的3D掃描設備,縮短產品開發及品質監控的製程。裕隆集團於十多年前與通業技研合作,採購多項的檢測手臂,逆向/檢測3D軟體,近期採用世界級掃描量測Creaform品牌的3D雷射掃描,可快速進行汽車模型、基準模面開發、模具設計開發、檢治具開發、產品檢測等。