世坤企業社
五軸車銑複合機領軍,高精密機械加工獨領風騷
專業客製化齒輪加工,世代接替技術大升級
座落在高雄大社的世坤企業社,是一家專業的機械零件開發與製造廠,是當地首家電腦CNC 加工廠,向來以處理客製化零件加工聞名,也是台塑重工長期合作的特殊齒輪加工委外廠家。
創業30 餘年間,世坤在創辦人、現任總經理曾振雄的努力下,建立起穩定的好口碑。近年來,創辦人開始交棒給兩個兒子。新世代需要新的營運策略,在審視公司的競爭力,兄弟檔在父親的全力支持下,於2015 年跨出同業看來大膽的一步。
那一年,世坤全面更換CAD/CAM軟體,投資引進日本Mazak 高檔的五軸車銑複合加工機。換言之,公司的兩代合力,一口氣把技術門檻由業界人人都有的三軸加工,拉高到高昂投資且鮮少人敢碰觸的五軸加工。但這個選擇,蘊藏著曾振雄父子強大的企圖心。
五軸加工另闢藍海,CAD/CAM同廠牌一體化
如前所言,世坤長期承接台塑重工的特殊齒輪加工訂單,生意穩定之餘,慢慢就發現原有廠房的機台設備產能不足,因此續購新機台勢在必行。然而,如果還是買三軸加工機,似乎原地踏步,無法凸顯跟同業的競爭差異點,獲利率也無法有效拉抬。
非僅如此,世坤還思考幾個阻礙事業發展的問題。職掌加工事業的長子曾律縉指出,「最現實的就是加工業進入削價競爭的紅海階段,大部分產品的生命週期短暫,你的加工技術再優再好,產品往往淘汰得更快。」
於是在思考未來方向的轉捩點,世坤決定發揮自身優勢大膽升級,進軍高專業的大型工件加工和特殊齒輪市場。而這個決定正是讓世坤投資高級五軸加工機,以期有效拉高獲利的主因。
硬體設備之外,世坤原先的電腦輔助系統也面臨瓶頸。曾律縉表示,「原有的CAD/CAM 是不同廠牌的軟體,無法同步整合。當需要大量設計變更時,往往要耗費更多時間去重新設定程式。」另一方面,當時主要的3D 工法不容易編寫程式,常會產生刀具路徑有太多空跑和插刀現象;殘料加工計算不佳,模擬完也不能留下圖形給下一件工程使用;干涉模擬不準確、座標系定義不易、加工表面品質不好等問題。更重要的是原有軟體商沒有五軸車銑的後處理實務經驗,世坤擔心碰到問題,無人可問。所幸,世坤找到Siemens 軟體代理商凱德科技,討論出一套高效能的升級軟體方案:設計改用Solid Edge,加工則採NX CAM,期望藉由CAD/CAM 同廠牌一體化,解決先前使用和現場實務的種種問題。
先學軟體再買硬體,四周機台獨立上線
為了掌握新軟體的學習狀況,世坤也延後新機台的交貨時間,希望讓學會使用新軟體和新機器到位能無縫接軌,如此那台上億日圓的五軸加工機,才真正派得上用場。這個學習需求很快就在凱德科技的協助下,獲得親身體驗。
世坤運用了熟練的三軸加工經驗,把CAD/CAM 的多軸課程以系統化方式規劃;包含基礎CAD、基礎CAM、試作銑、後續指導等,二周後就有初步使用成果,四周開始上線操作新設備。
曾律縉回顧這段學習經驗認為:「從結果來看,我們在課程結束後一個月,就能獨立讓機台上線開工。這要多虧凱德的課程規劃,讓我們快速學習Solid Edge+NXCAM 的使用與整合;而後續針對我們的實務提問,又有技術顧問能專業輔導,逐一找到疑難的解方。


設計變更快速修改,加工時間節省七成
曾律縉十分肯定這種設計加工一體化的整合方案,原因簡單:「NX CAM 與Solid Edge 有嵌入的整合操作性,即使設計變更也能快速修改,無需耗費時間重新設定加工程式。其中,NX CAM 帶來數據的無縫遷移,資料也能同步更新。
綜合來說,Solid Edge 的介面簡單易學,不需太多複雜指令,就可正確建立螺旋溝,進而大幅縮短建構時間。曾律縉舉例在設計三牙嘴螺桿時:「Solid Edge 的同步建模技術,可繼承舊有SolidWorks 的檔案,也能編輯各種外來檔案再利用,大幅提升設計變更的效率。」
「再者,NX CAM 也以精準的實體模擬規劃路徑,大幅縮短加工時間。世坤估算節省的加工時間約有70%,這不但讓交貨速度更快,也實質降低訂單的生產成本,達成原定拉高獲利的目標。
比較啟用西門子新方案的前後成果來看,NX CAM 確實讓世坤提升了加工品質。在銑削和車削部分,透過軟體雙精度特點,確保了最佳曲面加工;而同步點群分佈,改善表面精度,這讓世坤強化在差速齒輪高精度尺寸的處理能力。而這類特點也有助淋漓發揮高階刀具路徑工法的技術價值,讓世坤得以輕鬆駕馭各種複雜的外型挑戰。
加工品質賺口碑,展望高價值開發件
綜合而言,五軸加工方案,不但讓世坤更有效率處理傳統機械設備的加工精度,也進而培養出挑戰更高精度加工的能力,能處理的機械零件範疇也越見寬廣,舉凡高精密的三嘴牙螺桿、曲軸、螺桿、傘齒輪軸、大模數齒輪和人字齒等,都難不倒。
以傳統的塑膠粒粉碎機構為例,舊時的做法報廢率高,有熱處理變形的問題。有了NX CAM,世坤改善了整體加工路徑:同步建模提高效率,干涉排除增強組裝精準度;如果再運用外掛的第三方GearTrax 軟體,更能處理特殊的齒輪造型。
「現在甚至有些客戶都親自來工廠,雙方直接就著螢幕討論圖面,立即看,也立即修改。」曾律縉肯定比起以前的做法,雙方的工作品質都提高了。此外,世坤也從重點客戶加深倚賴的走向,真切感受強化技術實力,對提升服務力和專業形象的正向效應。現在,有些客戶在接單前,都要先問問世坤有沒有檔期做加工,才敢估算能否接訂單。因為只相信世坤的加工品質,即使要排隊等候幾個月,也心甘情願。
對世坤來說,有能力承接大尺寸、特殊的齒輪加工,儼然成為重要的競爭力,也做出同業難以仿效的產品,捷運電聯車的差速齒輪即為一例。另一方面,世坤鑽研高單價開發件的能力也大幅提升,例如風力發電機的葉片旋轉輪,就造價數百萬元。
回顧兩年前大膽升級CAD/CAM系統的投資,曾律縉總結:「在CAD/CAM 整合及凱德專業工程師的協助下,我們確實提升了專業力,競爭優勢更清晰,也達成增加生產力與營業獲利的目標。展望未來,我們將著眼於減速機齒輪,並加重自行研發件的比例。」
世坤企業社
從事專業的機械零件開發設計與加工製造,主要設備有五軸車銑複合機、CNC 臥式/大型車床、CNC 龍門銑床、CNC臥式搪孔機,可處理高精密的三嘴牙螺桿、曲軸、螺桿、傘齒輪軸、大模數齒輪和人字齒等高精密機械零件。
成功關鍵
CAD/CAM 整合,減少70% 重工時間
西門子代理團隊凱德科技提供專業技術服務
提升機台的後處理編程撰寫能力
Solid Edge+CAM Express 組合,提升加工精度加工效率倍增,產線調度彈性大
工件設計精美,創意輕鬆試做
自動化釋放人力,員工產值倍增