適逢今年台北國際自動化大展期間，相關傳動元件廠商製造廠商紛紛針對國際淨零碳排趨勢提出對策及解決方案。其中軸承不僅須負擔廠內所有傳動元件、設備，甚至於冷氣空調系統能否「行穩致遠」的關鍵；就連軸承本身在生產各種陶瓷、金屬等不同材質的滾珠/柱/針流程中，以及搭配的潤滑油料，都被視為可能影響製造節能減碳的因素。

就在台北國際自動化大展開幕首日，場外卻迎來台灣環境部成立而獻上的「大禮」，宣佈將以明年碳盤查為基礎收費，延後一年（2025）才開徵碳費。對於鋼鐵、水泥等排碳大戶固然是能拖一天就是一天，卻不利於目前有志透過推廣高效自動化解決方案，來協助業界達成節能減碳目標的廠商。

尤其針對在目前都市大型建物中，傳統空調系統的低壓、水冷式冰水機組的離心式壓縮機，都仰賴油及冷媒混合來潤滑軸承，現在則能透過純冷媒取代軸承的傳統循環潤滑油，減少軸承摩耗且降溫，適合嚴苛的運行環境，還省下購油與建置油液分離系統的成本，使得壓縮機設計非常簡單；同時強化了冷凝器和蒸發器等熱交換、傳熱功能，提高了可靠性和系統能源效率，減少因為使用冷媒而增加排放的溫室氣體，滿足客戶節能永續要求。

然而，當滾珠軸承利用純冷媒潤滑時，須要承受黏滯性低，致潤滑不足；還可能因為混入潤滑油，導致銅管受到油膜阻隔，而降低散熱效果；或過高/低負荷及溫度的工作條件、生鏽時，必須具有較高可靠性、可用性和安全性。

選用陶瓷滾珠的優點，為其質量僅為鋼製滾珠的40%，可提供更高速度、更少量慣性，得以更快起動或停止。且由於低磨擦係數增強了耐磨性，讓軸承即使在潤滑不佳時，也可低溫運行；具備化學惰性和絕緣性佳，還能作為內外環之間簡單的絕緣措施。一旦用於經常遭受液氣體腐蝕、潤滑不足、振動和雜散電流的應用場合，如泵、壓縮機、電力驅動裝置、發電機等，還能維持尺寸穩定性，將大幅提高軸承可靠性。

因為陶瓷滾珠硬度高又堅韌、耐磨而延長壽命的特性，常用於不常替換的車輛上，主要提供輪轂馬達及內部傳動元件所需混合軸承，更為方便安排內部空間，在應市場需求而大量生產下，已逐漸縮短與過去純鋼材軸承的價差。

圖1 : 傳統空調系統的低壓、水冷式冰水機組的離心式壓縮機，現在能透過純冷媒取代軸承的傳統循環潤滑油，減少軸承摩耗且降溫，適合嚴苛的運行環境，滿足客戶節能永續要求。(source：scontent.ftpe12-1.fna.fbcdn.net)

身為台灣精密機械用滾動軸承最大製造廠東培工業公司（TPI）除了長期提供比照全球產業標準設計與客製化軸承，滿足機械、汽機車、3C等產業所需，成為客戶產品的重要中樞；同時跨足電動車、綠能和工業機械人產業，協助台灣設備製造與終端加工廠商全面邁向智慧自動化生產。

近年來東培也善用過去為了掌握0.001mm精度的核心加工技術，以確保製品品質，而在內部成立精機事業部。除了數十年來專責開發製造關鍵的夾治具、組立及大修改造廠內的新舊生產設備，具備從鍛造、車削、研磨組立、軸承構件、鋼珠、鉚釘，到零配件等一條龍生產規模及高度垂直整合能力。

藉此開發出來的油霧潤滑軸承，還能客製化配合不同噴油位置及孔位設計，使得油霧精準噴入滾動接觸面散熱，以協助主軸即使達到20,000~30,000rpm高轉速情況下，還能維持冷卻、潤滑效果，抑制溫升、震動。甚至可採用混合式（陶瓷+鋼珠）超精密軸承，以承受比起鋼珠軸承有更高容許轉速；即使經過長時間耐久跑合測試，仍然有穩定的溫升及振動表現。

此外，為了追求企業朝更具規模化轉型，現也有台灣工具機廠商開始發揮既有於精密製造及加工生產優勢，利用自製立式磨床、治具研磨機，生產精度可媲美歐日同級規格的交叉滾柱軸承。由於將其滾柱呈正交配置於V形溝槽滾動面上，再透過間隔保持器維持相互緊湊排列，採取與滾動面線接觸形式，所以軸負荷引起的彈性變形量縮小、使用壽命延長，能同時承受徑向、軸向及力矩等所有方面的負荷；且其外輪屬於分割構造，可調整軸承間隙，所以即使被施加預壓，也能獲得高精度旋轉運動，適合導入工業機器人的關節等旋轉部位、工具機第四軸旋轉工作台使用。

銀泰發表交叉滾柱軸承　滿足精密與彈性配置需求

銀泰科技（PMI）自1990年成立以來，主力產品包含滾珠螺桿、精密螺桿花鍵、線性導軌、滾珠花鍵及致動器等，已是台灣重要的精密機械關鍵零組件製造廠之一，客戶領域涵蓋工具機、放電加工機、線切機、半導體設備。

目前銀泰所生產的軸承都依照ISO標準檢測組合後的精度再分級，現也提供包括P2、P4、P5、P6及P0等級的高精密交叉滾柱軸承，可滿足客戶用於各項精密裝置需求。藉助使用修整線精密研磨滾柱，可避免滾柱兩端因為應力集中過高，降低滾柱所受的最大應力值；且負荷較為平均，而能提高滾柱軸承的使用壽命。

且由於將滾柱交叉排列於V型軌道中，利用滾柱與軌道接觸面積大的特色，比起深溝、斜角軸承更能實現裝置體積小型化，負荷及剛性大幅提升的目標。其中客製化CRBX產品係利用斜角軸承配對組合所需空間大小，比起交叉滾柱軸承約可節省1.5~2倍特色，減少設計空間和縮小體積，現也推出軸承內徑20~160mm可供客戶選擇。

圖2 : 近年來銀泰科技也推出多款可供應用端選擇的不同交叉滾柱軸承型式，適用於工具機、機器人、精密量測裝置和IC製造產業。（攝影：陳念舜）

針對業界期待解決機構縮小體積的方法，銀泰也提出以單只軸承來取代原本需要兩只軸承的替代解決方案。即經由該公司交叉滾柱軸承採取滾柱分別在軸承內、外環軌道之間呈現90度相對交錯排列的結構，得以同時承受來自軸向及徑向、傾覆力矩等所有方向負荷，並大幅減少軸承所需組合高度，實現高剛性與強大的負荷能力。

目前銀泰為此，推出可供應用端選擇的不同交叉滾柱軸承型式，適用於工具機、機器人、精密量測裝置和IC製造產業。包括：標準型CRBC/CRBB/CRBH，可視應用端需求，選擇外環或內環分割的構造型式，適用於機械加工中心機的旋轉平台本體等要求高精度場合。

大孔徑中空型CRBG，則因為具備安裝孔設計，使之安裝使用更為簡單，可極大簡化旋轉平台的結構，適用於工具機第四軸、機器人手臂關節等，要求精度高、結構緊湊的旋轉位置。

另有附帶安裝孔型CRBF/CRBE，可在CRBF的內、外環結構上設有安裝孔，以減少裝配工序，將有助於生產小型、輕量化裝置，讓產品設計變得更緊湊，能依客戶需求組裝到各式裝置上，進一步降低裝置成本、縮短交貨期。

機器人安裝型CRBR，採取外環分割、內環為整體結構，且軸承也自帶安裝孔，所以不需要固定法蘭和支撐座以方便安裝，適用於機器人CSG（CSF）系列諧波減速機，與多軸機器人關節使用。

SKF推出磁浮軸承與潤滑技術　引領先進減碳技術發展

圖3 : 瑞典商SKF近期展出的磁浮軸承，具備極佳的精度和穩定性，使之比起傳統軸承適用於更多工作場合。（攝影：陳念舜）

瑞典商斯凱孚（SKF）近期展出的磁浮軸承即透過電磁鐵產生徑向力和軸向力使轉軸懸浮，並允許轉軸無接觸旋轉，因此避免了軸承磨擦和磨損。經過控制系統主動監測並持續調整電磁鐵中的電流，以維持轉軸的位置。利用磁浮軸承極佳的精度和穩定性，使之比起傳統軸承適用於更多工作場合。

值得一提的是，由SKF提出的「RecondOil Box」雙分離技術，真正實現了油品的循環使用，讓機器運行無須換油，變得容易、可行。所提的「雙分離技術（DST）」，屬於一種突破性專利的工業油再生新技術，將工業油從一種昂貴的消耗品轉變為一種完全可循環的資產。

但SKF強調並非取代傳統的過濾，而是一種超越了傳統過濾方式的補充。透過去除最小的污染物來防止油品老化，讓油品變得比以前更清潔。這意味著相同的油品可以重複使用，在某些情況下可無限期使用，甚至再也無需購買新的油品，或對使用過的油品進行處置。除了節省費用之外，還可以大幅降低碳足跡；對於許多製程而言，超清潔油可以帶來實質性的性能改善和更長的機器壽命。

天工持續推進數位轉型　有效提升軸承精密滾動體競爭力

至於另一家目前已進駐中科二林園區設廠的天工精密公司，主力產品為精密滾動體如滾珠、滾柱等，已是國際知名精密滾動體製造領導廠商，並特別專注於生產製造微小鋼珠（3.175mm），強調在螺桿/滑軌用滾珠或是微小滾珠的生產技術，已可與德、日先進大國並駕齊驅，成為少數能生產製造軸承、汽車與航太工業用滾動體的廠商，且能以合理的成本與完整的配套來服務軸承、工具機、汽車、電子等客戶。

因為鋼珠屬於「安全件」，常用於汽車零件大廠，因此，客戶很要求可追溯性和產品履歷。為了處理大量資料，天工很早就開始開發內部ERP系統，也奠定了數位轉型的開端。加上據天工估計每年須生產接近150億顆鋼球，皆必須達到加工精度0.25μm等級，約為一個病毒的大小。且為了確保與客戶的交貨承諾，實現零缺陷（0ppm）交貨的目標，廠內製程面臨到包含次微米的加工精度、精準尺寸與規值控制、100%全檢要求、機器設備傳統、生產技術要求高、客戶需求規格不易預測等眾多挑戰。

圖4 : 天工精密公司多年來的主力產品為精密滾動體如滾珠、滾柱等，並特別專注於生產製造微小鋼珠（3.175mm），且透過數位轉型來解決產品生產精度的挑戰。（攝影：陳念舜）

因此近年來天工持續精進改善，積極投入自主研發自動化熱處理生產線、高精度滾珠/滾柱生產技術、CNC磨盤修整系統與第二代光學檢測與渦電流檢測系統；另與各大學及研究機構合作開發先進滾珠生產設備與技術、表面檢測驅動機構、精密鋼珠自動化檢測系統及平面化高速3D磁電阻量測技術等先進技術。

天工還為此招募了一批工程師組成研發團隊，這些員工不在產線上生產鋼珠，而是專注如何讓產線更加自動化。目前天工讓設備聯網，做到自動排程與蒐集生產數據，已經讓生產效率提升，不僅交貨時間縮短，也提升了客戶滿意度，未來還希望能透過數據分析，做到產線異常排除與診斷。

同時透過數位轉型來解決產品生產精度的挑戰。包括利用自主開發物聯網與邊緣運算蒐集數據，擁有影像識別球體選別、檢測金屬表面缺陷、珠粒選別機之入料裝置、珠粒選別機之勻光成像裝置及鋼珠檢測等多項台灣、美國發明專利技術；透過人工智慧（AI）協助檢測產品瑕疵，更容易實現產品高精度目標；並結合資料分析，逐步建立自動化流程與即時監測設備狀態強化廠房管理。

直到如今，天工最亮眼的成果是「鋼珠光學檢測儀」，有別於傳統檢測儀要靠滾動鋼珠來檢測，容易劃傷表面增加生產成本。但透過這台儀器，利用光學反射來檢測，不僅解決傳統設備的缺點，甚至還能透過檢驗瑕疵，回頭檢視製程哪裡出了問題。

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*刊頭圖（source：world.businessfrance.fr）