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絲槓螺桿機與皮帶機比較4
https://www.steo.com.tw/ 超鋒科技股份有限公司
超鋒科技股份有限公司 238 新北市新北市樹林區東豐街49巷45號
實驗樣品資訊 材質:螢光晶片 實驗設備:紫外飛秒秒雷射切割機 實驗目的 將材料上進行蝕刻,蝕刻深度為20um,蝕刻圖形為0.728*0.728mm的方形框 間距為0.049mm 將材料進行全切,切割圖形為0.728*0.728mm的方形框 間距為0.049mm 效果外觀(為蝕刻39um)本圖為附加吹氣降溫後效果;並且初步手動裂片39um參數 切割參數 功率(%)   頻率 (kHz) 實際功率(w) 切割次數 切割速度(mm/s) 焦點位置 (mm) 填充間距 (mm) 填充圈數 跳轉延時(ms) 效率 60 250 7.2w 100 1000 -0 0 0 0.2 — 現存問題與後續措施 評估與效能優化:目前僅完成初步的效果與效率評估。後續計畫增加輔助冷卻氣體以加速降溫、減少熱影響,並藉此減小跳轉延時。 功率控制與殘渣處理:切割功率過大會導致材料表面融化並產生黑邊。針對此問題,預計在機台設備添加高壓吹氣,以減少殘渣堵塞切割道,避免影響光路傳輸。 光斑調整與製程改善:目前最大功率僅能開至 80%,且仍會出現輕微黑邊。後續需要減小光斑大小(縮小焦斑),以達到製程的實際需求。 效果外觀(為蝕刻20um) 39um參數 切割參數 功率(%)   頻率 (kHz) 實際功率(w) 切割次數 切割速度(mm/s) 焦點位置 (mm) 填充間距 (mm) 填充圈數 跳轉延時(ms) 效率 40 250 4.8w 80 800 -0 0 0 0.2 — 現存問題與後續措施 評估與效能優化:目前僅完成初步的效果與效率評估。後續計畫增加輔助冷卻氣體以加速降溫、減少熱影響,並藉此減小跳轉延時。 功率控制與光路優化:加工功率不可過大,否則會導致光斑與切割道隨之變大。後續預計在機台設備添加高壓吹氣,以減少殘渣堵塞切割道,避免影響光路傳輸。 光斑調整與製程改善:目前最大功率僅能開至 80%,且仍會出現輕微黑邊。後續需要減小光斑大小,以符合製程的實際需求。 效果外觀(為蝕刻45um) 39um參數 切割參數 功率(%)   頻率 (kHz) 實際功率(w) 切割次數 切割速度(mm/s) 焦點位置 (mm) 填充間距 (mm) 填充圈數 跳轉延時(ms) 效率 70 250 8.4w 120 1000 -0 0 0 0.2 — 現存問題與後續措施 評估與效能優化:目前僅完成初步的效果與效率評估。後續計畫增加輔助冷卻氣體以加速降溫、減少熱影響,並藉此減小跳轉延時。 功率控制與光路優化:在調整製程時,不可盲目增加切割次數(這只會降低加工效率),應以適當提升功率為主。同時,預計在機台設備添加高壓吹氣,以減少殘渣堵塞切割道,避免影響光路傳輸。 光斑調整與製程改善:目前加工後會產生輕微黑邊,且蝕刻邊緣會出現發白現象。後續需要減小光斑大小,以改善邊緣外觀並達到品質需求。 效果外觀(為全切)39um參數 切割參數 功率(%)   頻率 (kHz) 實際功率(w) 切割次數 切割速度(mm/s) 焦點位置 (mm) 填充間距 (mm) 填充圈數 跳轉延時(ms) 效率 80 250 9.6w 250 1000 -0 0 0 0.2 現存問題與後續措施 評估與效能優化:目前僅完成初步的效果與效率評估。後續計畫增加輔助冷卻氣體以加速降溫、減少熱影響,並藉此減小跳轉延時。 功率控制與光路優化:目前全切效果不理想,在尚未切斷前材料即出現發黑、發白現象,且產品已有破碎與裂痕的跡象。針對此問題,機台設備預計添加高壓吹氣,以減少殘渣堵塞切割道,避免影響光路傳輸。 光斑調整與製程改善:現階段的加工效率過久、耗時過長。後續需要透過減小光斑大小,來提高能量密度與加工速度,以達到實際的產能需求。 結論一、 紫外雷射全切之加工瓶頸分析由於產品材料本身對紫外雷射(UV Laser)的吸收率低,導致全切加工難以在合理的效率內完成。在嘗試全切的過程中,主要面臨以下兩大物理特性衝突: 材料脆性與熱應力限制:本產品屬於脆性材質,不可使用過高功率,否則會直接導致融邊或材料崩裂。然而,在尚未切斷前,產品就極易從中間產生裂縫。 複合材料能量吸收異常:在進行全切時,材料表面會出現大面積發黑與發白的現象。此情況是由於複合材料減少了對雷射能量的吸收,製程上被迫只能加大瞬態功率,進而引發嚴重的熱影響。 二、 微細蝕刻道之光學硬體改善對策針對目前蝕刻道要求較小的限制,現有設備的加工能力已達瓶頸,必須評估進行機台配件的硬體整改。後續規劃導入「小焦距場鏡(小鏡頭)搭配擴束鏡」的架構,藉此有效減小光斑大小(縮小焦斑)。必要時,將進一步加裝「光閘圈(Aperture)」以修飾光束質量,從根本上解決高功率帶來的崩邊問題並滿足微細線寬的需求。 https://www.steo.com.tw/hot_535878.html 光通訊晶圓紫外飛秒切割 2026-06-30 2027-06-30
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絲槓機的配置為伺服電機加上高精度滾動絲桿,皮帶機的配置為步進電機與PU同步帶,以下為二者的區別:

1.動力系統比較
伺服電機從靜止可以瞬間提速至其額定轉速(3000轉/分鐘),而步進電機則受起跳頻率的影響,從靜止最多能馬上升到300轉/分鐘。二者提速性能差距約10倍。形象的比喻一下,伺服電機相當於一輛八缸的汽車,步進電機相當於一輛四缸的汽車,所以伺服電機的馬力絕對比步進電機大,這就決定了步進電機比較適合小機器,伺服電機比較適合大機器的特點。

2.傳動介質比較
高精度滾珠絲桿擁有四大特點:與滑動絲槓副相比驅動力矩為1/3;利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現滑動運動那樣的爬行現象,能保證實現精確的微進給;無側隙、剛性高;滾珠絲桿由於運動效率高、發熱小、所以可實現高速進給。PU同步帶就是我們常見的皮帶,用久後會被拉長,需要經常換皮帶。這決定了高精度滾珠絲桿比PU同步帶更經久耐用、穩定性更好,長久工作後的對位性更突出。

3.穩定性比較
兩種進給方式的機器剛開始的穩定性都很不錯,但是長期使用後就差別比較大了,PU同步帶一般用在平臺動的機器上,長期使用後皮帶會變形,甚至出現平臺會傾斜、滑動的現象,直接影響機器的對位、精度和產品的品質。高精度滾珠絲桿在長久使用後表面的機油會被慢慢磨損掉,對機器精度會稍微有點影響,這時在滾珠絲桿和滑軌上抹上一些機油就很好了,就像汽車一樣,用過一段時間的汽車磨合性會比剛買的要好一些一樣,我們這種機器在幾個月後性能會達到最佳,當然在使用一兩年後機器穩定性會有一點下降,但不會妨礙機器對位、精準度、產品品質。所以說採用絲桿傳動的射切割機會比採用PU同步帶的要好得多。

4.成本比較
伺服電機和步進電機的成本比例一般是5:1,一般好一點的步進電機市場價在600元左右,伺服電機則是3000元左右;滾珠絲桿和PU同步帶的成本比例更大了,一條皮帶一般幾元十幾元,一條滾珠絲桿一般都是大幾百甚至上千元,所以單根運動軸滾珠絲桿加伺服電機的成本會比PU同步帶加上步進電機至少要多3000多元,這也是為什麼同一款機器採用不同的進給系統後價格會有如此大的差距了。

5.床身比較
由於絲槓機的加速度相對較大,所以其床身一般採用方管焊接床身(類似光纖射機),皮帶機受其成本原因一般採用鈑金件。就床身而言,絲槓機的床身重量明顯多於皮帶機的床身重量。所以耐衝擊性和穩定性,方管焊接床身會明顯優於鈑金的床身。

6.切割斷面比較
在使用相同射功率及切割速度的前提下,絲槓機的切割斷面明顯是由於皮帶機。

以上就是皮帶傳動的射切割機與絲桿傳動的射切割機在性能和成本上的比較,總體來說,作為有品質要求的客戶,還是建議買滾珠絲桿加上伺服電機傳動的雷射切割機。

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