台灣航空製造業特殊製程的現況

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台灣的航空製造業大多是以價廉物美的機械加工的代工開始,但較關鍵的產品常有特殊製程的要求,缺乏特殊製程會影響到競爭力,由於特殊製程都必須認證,尋求合格的廠商合作,不僅成本會墊高,半成品運送到外包商也會影響產品的交期,進而影響到業務的成長,因此越來越多的廠家投入特殊製程的建立。

航空製造業的特殊製程都是成熟的高科技製程,技術門檻並不難跨入,主要的考慮是稼動率,由於產品的合約通常是四到十年,但小型的五金件訂單通常只有數萬,而大型的產品甚至只有百件上下,若需要特殊製程的產品不夠多,設備絕大部分的時間會閒置,因此大多數的廠家仍會選擇外包,等到需求規模成長後才會建置,因此台灣的廠家擁有認證的項目並不多,相反的,從廠家的特殊製程認證規模可以看出其在產業的分量。

Nadcap證書

在目前台灣的廠家擁有Nadcap證書的廠家共有29家,共有13類製程證書,其中專業的製程廠家有三家,分別是美上鎂(CP-化學製程)、宏進(CT-噴塗)及數可(AM-增材製造),其它廠家都是生產的產品所附加的特殊製程,Nadcap的證書數量最多的是漢翔(高雄+台中)及長榮航太,都是11類,反映了台灣目前能接到的代工產品所需要的幾乎所有特殊製程,這兩家都是依策略建置,也就是當有需求時會先考慮製程在市場上的需求,在建置特殊製程後再持續爭取需要此製程的產品訂單,建置後設備會有幾年稼動率嚴重偏低,甚至營業收入還不夠認證費用,需要有雄厚的資本及股東的支持。
就實際建立的製程項目,漢翔還是比長榮航太多一些。其他超過三類證書的廠家分別是:
6類:晟田
5類:寶一天陽
4類:巴恩斯駐龍公準朝宇豐達
3類:長亨榮剛嘉華盛
較特別的是豐達主要是以五金扣件為主,擁有金屬材料製造MMM認證,另外穗高則是以鋁合金材料製造為主,與其他廠家有明顯的市場區隔,多數廠家之間也常有合作。

認證製程

非破壞檢測NDT不出意外是認證最多的製程,共有19家,在多數的加工產品都會要求螢光檢驗,因此這項認證需求高,只要產品線有一定的規模都會優先建置,其他的非破壞檢測,包含磁粒檢測、X光檢驗及超音波檢驗也都有認證廠家。非破壞檢測的設備費用約數百萬元台幣,需要有Level 3的專業人員,初期可以顧問聘用,協助建置制度、定期到廠審查文件、訓練人員等。
熱處理HT也是常見的製程,有15家認證,鋁合金產線需要大氣熱處理,鋼、鎳、鈦等耐高溫金屬則需要真空熱處理,部分廠家還有真空硬焊及局部熱處理的認證;熱處理設備價格大約數百萬到數千萬,大氣爐較便宜,溫度低於攝氏300度的時效爐便宜,固溶爐則有水淬及油淬,基本上都是國產設備;臥式真空爐又較立式真空爐便宜,尺寸也會影響價格,常見的臥式真空爐多是600 mm x 600 mm x 900 mm,國產的品質夠用,立式真空爐則多為國外製造,主要用於發動機零件,直徑尺寸從36英吋到60英吋之間,初期人員操作訓練可由設備製造廠負責。
化學製程CP也是常見的製程,有11家認證,由於很多產品的化學清洗(鈦合金除外)並不要求認證,因此認證的廠家略少,主要的需求是鋁合金的陽極處理,包含硫酸陽極、鉻酸陽極、硬陽極、應環保需求的非六價鉻陽極及少量其他的陽極處理等,另外還有鋁合金的轉化膜、鋼材的鈍化、電鍍(銀、鎘、鎳、銅及其他)、噴漆、乾膜、蝕刻、清潔度檢查等。建置主要的困難是廢水處理,設備費用視產線規模大小及規格,其價格相差很大,從百萬到數千萬,人員操作訓練相對簡單。
焊接WLD是航空零件常見的接合方式,在維修零件中更使用頻繁,認證的廠家有9家,主要的是Fusion熔焊,都是氬焊,手動的設備費用不高,但需要有經驗的人員,且必須定期驗證其能力,自動焊接設備雖然可以取代熟練的焊工,但除了設備昂貴外,不同的產品焊接需要不同,前期設定與驗證相當耗時,除非有大量相同的產品,大多使用手動焊接。除了熔焊外還有電阻焊、硬焊及電子束焊,其中電子束焊用於關鍵零件的焊接,代工產品不易取得,且設備價格在億元上下,目前只有漢翔高雄廠及長榮航太有認證。
非傳統加工NM也有7家認證,大多是放電加工EDM製程,僅漢翔寶一有雷射加工,鐿鈦則有全台唯一的ECM製程。國產的放電加工設備已足以滿足一般的需求,即便像壓縮機尾端一體成形的OGV所需的多軸放電加工,國產設備也能滿足,只是效率上仍趕不上歐洲的廠商,但價格遠低,仍普遍被採用,值得一提的是所有LEAP引擎的OGV都是在台灣的長榮航太長亨生產,GE9X的OGV更是直接指定由長榮航太代工。
塗層CT也有7家認證,其用途是零件表層塗佈保護層,作為隔熱、抗磨的用途,漢翔是製程最完整的廠家,其他廠家都是熱噴塗,其中最多的是電漿噴塗。主設備都是進口的,約一至兩千萬元,塗層材料很貴,塗層金相檢驗的人員也需認證。
表面強化SE都是珠擊製程,這是所有高負載零件都會用到的製程,共有5家認證,進口設備費用約一千多萬,也有國產的設備,認證較麻煩。
材料實驗室MTL雖然只有4家認證,實際上材料實驗認證的廠家很多,由於化學製程、焊接、熱處理、塗層、非傳統加工等都有材料實驗的要求,很多廠家為了節省認證費用是直接併在這些製程的認證中,而沒有個別取得MTL的證書。實驗室的認證內容有化學溶液分析,金相檢驗、硬度測試、機械性質測試、電導度測試等。
傳統加工作為特殊製程CMSP通常是需要較精密配合尺寸的零組件加工,藍圖上有特別要求要認證才會有需要,共有4家,除了漢翔較完整外,其他廠家都是孔徑加工。
測量與檢驗MI早期的需求是氣流的質流量測量,近年來波音公司積極要求其下包商將測量相關的製程也納入nadcap認證,目前漢翔已有部分廠區取得認證,未來應該會有更多廠家加入。
複合材料COMP是較冷門的項目,與MI一樣只有漢翔長榮航太有認證,但長榮航太只侷限在鋁合金蜂巢結構的複材膠合。
增材製造AM就是俗稱的3D列印,這類產品在商用航空零件本就不多,目前仍舊全部在原製造廠自行生產,外包量為零,唯一的認證廠家數可仍在努力開展,現有的訂單應來自於國內。

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