台灣製造的小齒輪，如何幫特斯拉解決「兩大問題」？答案藏在這項全球首創的技術裡

被譽為「創新界奧斯卡獎」的愛迪生獎（Edison Awards），日前公布2021年獲獎名單，在全球400多項技術、產品中，代表台灣角逐該獎項的工業技術研究院、金屬工業研究發展中心（下稱金屬中心）等研究機構，以及商之器、輝能科技兩家廠商，共計奪下「1金1銀3銅」的成績，獲獎數居全球第2，僅次於美國。

本次金屬中心獲獎技術（銅獎）、全球首創的「連續式微型元件熱處理系統設備」，可針對高複雜結構或直徑2mm（毫米）以下的零組件，進行熱處理，生產出來的小齒輪硬度足、精度高，已透過與微小精密馬達齒輪箱業者祥儀合作，應用於特斯拉（Tesla）的電動門把中，在電動車產業前景看俏的當下，尤其引人矚目。

▲看似不起眼的小齒輪，卻是特斯拉改善開關門噪音問題的關鍵零組件。（圖：記者林信男攝，下同）

「降噪」、「延壽」標準高　精微零件熱處理至關重要

眾多特斯拉零組件中，一顆小小的齒輪，究竟有何重要性？據悉，特斯拉對於車門開啟時，所產生的噪音問題，相當重視，為了降低噪音，特斯拉對相關零組件的要求，幾乎可用「苛刻」來形容。

除了「降噪」之外，特斯拉方面也希望，能夠延長零組件的使用壽命；若想達成「降噪」、「延壽」兩項目標，應用在電動門把上的馬達，所採用的小齒輪，就扮演著關鍵角色。

齒輪精度越高，噪音程度相對越低。金屬中心精微成形研發處處理組副組長黃家宏解釋，在熱處理過程中，零件一定會產生變形，無論收縮或膨脹，都可能影響零件精度，而「連續式微型元件熱處理系統設備」的關鍵優勢，就是在從事熱處理時，「變形量可以非常低」。

零件變形量低、精度高，才可能改善噪音問題，延長其使用壽命。黃家宏強調，倘若零件熱處理做得不夠完善，恐導致零件壽命過短，「如果發生斷裂，車門就打不開。」

▲特斯拉車門遙控解鎖影片。（影片來源：特斯拉YouTube頻道）

新設備加持　零組件順利通過磨耗測試

藉由「連續式微型元件熱處理系統設備」輔助，祥儀交給特斯拉，進行磨耗測試的零組件，不僅通過了一般業界要求的2公斤荷重壽命測試，連「加碼」後的4公斤荷重壽命測試，也順利過關，從原先要求的5000小時，提升到1萬小時。

祥儀企業董事長蔡逢春表示，特斯拉對零組件的可靠度，要求極高，從祥儀和特斯拉搭上線，到通過量產測試，前後大概花了5年時間。

蔡逢春指出，在「連續式微型元件熱處理系統設備」問世前，「我們做微小精密馬達齒輪箱這一塊，幾乎找不到合乎需求的熱處理外包廠商。」

「你想想看，要做蛋炒飯，會只做『一口』（少量訂單）的量嗎？誰要幫你做？你去餐廳買蛋炒飯，他一定是算一盤、一鍋多少錢嘛！但，你就算跟他整個包下來，他也不敢跟你保證品質。」蔡逢春說。

▲圖為「連續式微型元件熱處理系統設備」模型，金屬中心工作人員藉此說明，從投料到回火一系列熱處理流程。

台灣傳產面臨挑戰：零件輕薄短小化　處理設備卻難尋

和蔡逢春認識多年的金屬中心精微成形研發處處長林崇田表示，零組件越來越輕薄短小，很多業者卻找不到合適的設備來處理，「2、3年前，他們（祥儀）來問我，有沒有相關技術和設備？雙方一拍即合。」

林崇田強調，「連續式微型元件熱處理系統設備」是全台首見，因此開發過程極為嚴謹，甚至還到日本去進行驗證。

談到「連續式微型元件熱處理系統設備」對產品的「加持」效果，蔡逢春笑著透露，這項設備對接單「當然有幫助」，且產製出的零組件，是應用在特斯拉的「高檔」車款。

金屬中心執行長林秋豐強調，祥儀採用「連續式微型元件熱處理系統設備」產製的零組件，是提供給特斯拉、BMW等國際大廠，足以證明這項設備的競爭力，希望未來可做到「產業擴散」，讓台灣製作精微零件的其他廠商，也能取得國際大廠訂單。

林崇田則提醒，零組件輕薄短小的趨勢，已成為台灣傳產面臨的問題之一，「加工製造的技術，是一個挑戰，再來就是（業者）找不到設備，若台灣想成為『亞洲高階製造中心』，這一塊，就很重要。」

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