面對當今國際減碳趨勢正逐漸邁入深水區，低碳製造更成為現今傳產製造業轉型成敗與否的關鍵，相對先進的雷射加工法，更可結合工業機器人，實現最晚突破的金屬焊接加工應用。

因應近年來美國發起的關稅、匯率挑戰，也是驅動傳產製造業轉型的關鍵期，雷射光因為具備高能量密度、高準直性、極小光束發散角、高同調性及單色性等優點，得以發展出各項快狠準的高階加工法與設備，包含：雷射切割、雷射焊接、雷射打標（marking）等領域，提高了生產效率和品質。

加上未來機械產業將會更加數位化、自動化、智慧化，期待經由數位分身（Digital twin）與CPS虛實整合來驅動，向智慧與綠色製造雙軸轉型的模式。

利用數位化智慧控制的雷射系統，將使得雷射加工技術更具靈活性，能適應不斷變化的市場需求，使工件的切割精度提高。並且為處理複雜形狀的工件，衍生出在微細切割、焊接、打孔等方面的應用，滿足微型化產品和高精度元件的生產需求；以及雷射改質技術的發展，將會催生出更節能、環保的製造方法，減少廢棄物。

根據市場研調機構Spherical Insights最新報告，全球雷射加工設備市場規模，在2023~2033年的預估年複合成長率為10.2%。

其中，以金屬銲接的應用占比為雷射加工僅次於切割的第二大市場，根據市場研調機構Verified Market Reports分析， 2023年全球雷射銲接設備產值約為19億美元，預估在2031年將達到24.8億美元，在2024~2031年間、雷射銲接機的複合年增長率為4.16%。

雷射銲接普及應用 導入加工AI伺服器冷卻管路

儘管雷射銲接在初始設備建立和後續維護的成本相當高，但相較於傳統銲接的工法，雷射銲接具有加工速度更快、變形量低、熱影響區小的特性，銲接品質及精度更好的優勢，近年來應用越來越廣泛，涵括電子、汽車和航太領域等各種行業、材料的生產製造，大幅改善銲接成效。

圖一 : 以金屬銲接的應用占比為雷射加工僅次於切割的第二大市場。

光纖雷射還具備優良的光束品質及抗反射光兩大特性，在不鏽鋼、碳鋼、鋁合金及銅的自動化銲接應用時，能協助解決雷射自動化銲接設備的問題，進一步和自動化系統整合，以確保銲接品質的一致性、提高生產效率，從而解決現今工廠大多面臨的勞動力短缺危機。

在今年臺北國際工具機展（TIMTOS）期間舉行的「高功率雷射技術與應用」論壇上，也由由安德貿易公司的王森弘博士分享其將光纖雷射導入銲接AI伺服器的水冷系統、Rack Manifold分岐管等自動化應用實績。

該公司採用FANUC工業機器人搭配3D視覺鏡頭，針對端蓋密封銲接，採用單軸旋轉盤與機器人協同運動，所以即使用於水管接頭密封銲接時，雖有開孔及定位誤差，會讓接頭有X-Y方向的偏移，也能利用3D視覺鏡頭修正偏移量，實現全圓周密封銲接。

另針對機器人路徑誤差，則可於教導8~12點來完成圓周路徑時，經過機器人控制器運算取得點與點之間的位置。雖然運算路徑與實際路徑的差異，可能會導致移動過程中的焦距變化，但因為光纖雷射具備長景深的特性，能確保可在相同的能量密度下，得到穩定的銲接品質。

產研合創H型鋼構雷射銲接技術 發揮「高產速」、「低碳排」優勢

此外，「銲接」其實也是大型建設的關鍵工序，包括從船艦、風機、橋梁到高樓大廈，背後都有綿密的銲道來撐起這些大型金屬構件的結構，特別講究「精度」、「效率」與「穩定性」。

臺灣也因位處全球供應鏈重整的關鍵地位，相關科學園區積極擴大產能興建新廠；積極推動能源轉型和環保措施，需要鋼構產品來支撐和承載設備而開拓新市場，各式型鋼應用需求劇增。

然而，現有鋼構產業鏈受制於鋼構製程較仰賴傳統人力銲接且遭遇銲工短缺問題，生產及品質控管不易，導致單量供不應求；再加上全球環保意識的抬頭，各國紛紛制定淨零碳排的政策，鋼構業更是首當其衝的產業之一。

從半導體產業起家的臺灣光罩公司，也因此決定展開多角化經營，跨足鋼構、儲能及自動化領域，深耕營造市場。除了致力解決臺灣各大鋼構廠供不應求的情形；同時尋求高自動化的機會，降低鋼構廠的人力需求，解決未來面臨的缺工問題。

臺灣光罩指出，目前既有的鋼構製造產能瓶頸主要在於銲接工序上，因此嘗試以半導體的製造思維跨入鋼構生產領域。與工研院共同投入開發的全球首創「應用於H型鋼構低碳化製造之雷射銲接虛實整合技術」，係針對現今鋼構為廠房與大樓建設核心，卻仰賴人力、耗時耗能的傳統高熱銲接，所以轉向應用AI調控高能雷射的能量，結合Digital twin數位分身與智慧感測實現全自動化，突破過去50年來使用電弧/灌鐵砂填料等傳統銲接生產方式。

從而研擬並籌建3萬瓦光纖雷射源、萬瓦級雷射銲接頭，結合銲道追蹤與自動校正路徑系統及研發團隊，建置臺灣首部H型鋼構自動化雷射送線銲接設備系統，具有「高產速」、「低碳排」兩大優勢，佐以智動化銲接產線建立，將可精簡人力，同時能提升產能5倍且可有效節能減碳80%以上，大幅減少銲接時間及能源消耗，成本更降至1/3等優勢，也省去了填料耗材及廢棄物處理，將翻轉傳統產業生態。

圖二 : 臺灣光罩決定展開多角化經營，跨足鋼構、儲能及自動化領域，深耕營造市場。(攝影:陳念舜)

結合AI機器人創新工法 應對全球焊接技術人才短缺

值得一提的是，基於全球焊接人才短缺，為提升銲接品質及解決缺工困境，由博世（Bosch）的自動化控制平臺 CtrlX 系列結合 Kassow Robot機器人的焊接解決方案，並導入先進的AI機器學習演算法。

臺灣博世力士樂公司總經理陳俊隆表示，這些系統可持續從操作數據中學習，不斷提升生產效率、減少錯誤，並靈活調整以因應不斷變化的製程需求，使臺灣製造業在智慧工廠的實踐上建立領先地位。

圖三 : 臺灣博世力士樂公司總經理陳俊隆(攝影:陳念舜)

位在南臺灣的金屬工業研究發展中心近期也推出一套具備高機動性、智慧分析與協作能力的小型化高效銲接協作機器人系統，結合磁吸式模組、3D 感測、AI 分析與多機協同能力，體積小、用途廣，能應對多變工況與各種複雜角度。目的是讓銲接現場變得更有效率、更穩定，也讓企業在高技術人力短缺的當下，帶來可行的變革方案。

實際應用結果顯示，在工程中導入協作機器人後，整體效率可提升90%。關鍵在於AI能即時分析銲道狀況、調整每一道路徑與參數設定，不只讓多層銲接的品質更穩定，也大幅降低因厚板鏟修造成的返工率，有效預防構件在多道銲接過程中產生的熱變形，確保最終結構精度與效率。

當製造業正快速走向智慧化與減碳並行的時代，技術的價值不只在於創新，更在於是否能解決真實問題、被第一線所採用。金屬中心所研發的小型化高效銲接協作機器人，正是從現場痛點出發，提供一套能實際落地的解決方案，讓智慧製造的藍圖不只是理想，更能在每一項工程中逐步實現。