产业别

航空发动机

商业挑战

要快速把客户的2D设计稿转换成3D图面，以判断接案的条件与可行性

改善原有CAD图稿于曲面之精确度不足的问题，降低编修的时间负荷

需要高精准度的加工图档，以充分发挥高价机台的最大效能与产能

成功关键

导入3D CAD/CAM系统方案，精准仿真实体对象的外型、尺寸和人机接口

软件功能指令好操作，学习曲线短，图面理解更容易，人力安排有弹性

西门子合作伙伴的专业服务和实时支持效率

应用成果

无参数编修与任意绘制空间参考线的功能，加速设计稿编修效率

五轴加工强化生产精准度，车床加工时间节省30%，并降低材料损耗成本、增进加工效率内建的后处理编辑器增添加工程序编写整合性，亦无需额外购置成本

高优质零件，纵横航天市场1/4世纪

在台湾航天产业经营超过四分之一世纪，宝一科技以超合金之薄板金属件的制造起家。

长期累积的实力争取到欧美日等航天引擎大厂的零组件认证和长期订单，包括美国Pratt & Whitney、法国Snecma、日本三菱重工、德国MTU等。

为满足客户的需求，近年来除了投资新设备增加产能、并强化开发团队、把核心技术延伸到超合金之成形、接合、热处理等技术。

宝一擅长航空发动机与地面发电机组之制程设计与制造。总工程师陈礼鹏以具复杂曲面，且曲面上有众多之导孔之冷却叶片为例：「我们制造出的零件质量即使放在全球市场也很具竞争力，因此部分国外大厂在设计时间就会开始和我们讨论以期设计出最具价格竞争力之产品。」

接单前奏曲：先看3D图面行不行

宝一在接到客户设计稿来问报价后，设计部门就要快速判断接案的条件，这个动作也将决定这份询价单会不会变成一笔好生意。由于客户都是世界一流的厂商，除了要注意各家规格的特点与需求以外，估价单也必须严谨而详细。

宝一用来精算设计稿是否可以成案的工具，就是Siemens NX这套3D CAD/CAM软件。为何需要这么做？技术处工程师刘晋玮解释：「因为客户经常传来的是2D设计稿，我们就靠NX在最短间内绘制出3D的图面。有了细部的3D图稿，才能进一步精算出该用哪种材料来制作模具？制程要花多久时间？报价怎么算？」

目前宝一使用NX 7.5版，主要用于绘制3D图面、编写加工程序，同时也启用五轴加工、车床加工等模块，让CAD到CAM的作业流程平顺无障碍。

改善CAD准度，无参数编修最叫座

任何设计开发单位要更换CAD软件，无非是原有绘图工具有难以克服的瓶颈，不得不换。宝一科技的问题在于原本使用的CAD软件的曲面绘制精准度欠佳，常常要靠人工编修，耗时耗力。但这个长年问题在更换成NX之后，有了明显改善。在CAD应用方面，「无参数编修」和「空间参考线」是深获宝一工程师肯定的两大好用功能。刘晋玮表示：「我们拿到的设计稿经常只是简单的草图或是2D的设计稿，就算拿到的是3D图面也被转换成公用的交换格式，缺乏所需参数。」「在这种没有设计参数的情况下，透过NX仍然可以做几何的简化、甚至外型变更。」刘晋玮接着指出：「另一方面，NX能在空间上任意画线，而无需进入草图才能修改的便利性，也对我们的编修效率帮助很大。」

如果这类外部CAD图档有破面、重迭或变形等况状，工程师可藉由NX的进阶曲面功能快速修补图面，确保曲面质量，以及后续开模与加工的正常作业。

另一方面，宝一也发现，NX因为支持32位的多核心处理器，只要硬件搭配得宜，整体的运算效率也比前一代加快许多。例如，以往修改图档曲面要花大约一小时，采用NX之后时间已大幅缩短。

五轴加工，节省30%

机台时间

NX带给宝一的另一种效益是充分发挥机台的效能和产能。在航天产业使用的机台动辄上千万元，要发挥高精密度的加工能力，就要搭配同样支持精密CAM制作的软件。另一方面，CAD/CAM同时在NX系统运作的好处，可让档案无需切换，排除转文件可能发生的数据漏失问题。

陈礼鹏指出：「就CAM的操作而言，NX的五轴加工模块确实是不错的软件。功能强，相对要设定的步骤也复杂得多；但因为加工流程更精准，最终还是能降低材料损耗的成本，也增进加工的效率。」

举例来说，NX的五轴加工让CAM的夹治具上机步骤由五个减少为三个甚至更少，整个车床加工的时间节省了30%。省时的关键在于五轴加工法让机床在五个轴上运动，产生3D零件型状。这种连动加工法除了能沿着旋转轴定位刀具之外，切削时刀具还能顺着这些轴同步。这么一来，机床只要一次装夹，就能形成复杂的零件型状。

对航天零件设计与制造业者来说，NX能仿真真实的零件图面，一来减少装配过程产生的错误率，也能避免设计图当中各部件产生互相干涉的状况。NX能绘制更精确的图面，尤其在参数设定和数值计算方面，精准度往往影响材料的选用。一旦进入车床加工阶段，如果发生前置计算有错误，轻则刀子断裂，严重的话材料将整个报废。

内建后处理编辑器，整合高效能强

除了发挥NX在CAD、CAM系统原有的先进功能之外，宝一也运用NX内建的后处理编辑器，为不同机械零件编写所需的加工程序。这套编辑器支持开放式架构，不但让宝一无需再额外购买相关的处理软件，因为与NX主系统紧密搭配的特点，更能最大发挥整体效能。宝一科技极为重视工程师的培训，除了在内部采取类似师徒制的养成训练之外，每年还派员参加西门子的合作伙伴睿志科技的教育训练。每逢NX新版本升级时，也会积极要求参与进阶课程的研习。

「许多CAD/CAM的先进功能，往往能改变我们的既有思维与做法。」刘晋玮期望：「随着工程绘图系统不断推陈出新，我们也需要实时了解当中的新功能、新概念，才能与时俱进提升设计与加工作业的方法与效率。」

NX的五轴加工模块确实是不错的软件。功能强，相对要设定的步骤也复杂得多；但因为加工流程更精准，最终还是能降低材料损耗的成本，也增进加工的效率。」

陈礼鹏

总工程师

宝一科技(股)公司