εταιρικά νέα για Επεξεργασία λέιζερ στην αυτοκινητοβιομηχανία

Η αυτοκινητοβιομηχανία είναι ένας από τους μεγαλύτερους τομείς εφαρμογής για την επεξεργασία υλικών με λέιζερ.Ο τομέας της αυτοκινητοβιομηχανίας από μόνος του αντιπροσώπευε περίπου το 7% του ΑΕΠ της ΕΕ το 2019.

Προς το παρόν, οι περιορισμοί της αλυσίδας εφοδιασμού που προκλήθηκαν από την επιδημία του νέου στέμματος δεν έχουν ακόμη απομακρυνθεί πλήρως και η κατασκευή αυτοκινήτων δεν έχει επιστρέψει ακόμη στα επίπεδα πριν από την επιδημία.Η ανάπτυξη του ευρωπαϊκού αυτοκινητοβιομηχανικού τομέα έχει ανοδική τάσηΚατά τους πρώτους εννέα μήνες του 2022, στην ΕΕ κατασκευάστηκαν σχεδόν 8 εκατομμύρια επιβατικά αυτοκίνητα - αύξηση 5,8% σε σύγκριση με την ίδια περίοδο του 2021.

Τα λέιζερ έχουν από καιρό διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη βελτιστοποίηση της κατασκευής οχημάτων.Η επεξεργασία με λέιζερ προσφέρει εξαιρετική ευελιξία και επαναληπτικότητα, και ένα μόνο μηχάνημα λέιζερ είναι σε θέση να επεξεργαστεί ένα ευρύ φάσμα εξαρτημάτων αυτοκινήτων με μεγάλη ακρίβεια και ταχύτητα.

Ο εξοπλισμός λέιζερ είναι ένα εξαιρετικά αυτοματοποιημένο, χαμηλού κόστους και χαμηλής συντήρησης εργαλείο για την κοπή, την συγκόλληση, τη συγκόλληση, το σήμα, την προετοιμασία της επιφάνειας, την τρύπα,Εφαρμογές 3D εκτύπωσης και επικάλυψης σε γραμμές παραγωγής αυτοκινήτωνΤα λέιζερ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επεξεργασία μιας ποικιλίας πολύπλοκων 2D/3D αυτοκινητοβιομηχανικών εξαρτημάτων που μπορούν να κατασκευαστούν από υλικά όπως μέταλλο, πλαστικό, γυαλί, καουτσούκ και υφάσματα.

Κατασκευή λευκού σώματος

Ένα από τα κύρια στάδια της αυτοκινητοβιομηχανικής παραγωγής όπου εφαρμόζονται λέιζερ (ιδιαίτερα στην κοπή,Η κατασκευή του σιδηροκίνητου οχήματος με σιδηροδρομικό σκελετό είναι η φάση κατά την οποία τα εξαρτήματα του σιδηροδρομικού σκελετού, τα οποία αποτελούν τη βασική δομή ενός οδικού οχήματος, κόβονται και συνδυάζονται μεταξύ τους..

Τα εξαρτήματα του σώματος, της πόρτας και του πλαισίου κατασκευάζονται συνήθως από διαφορετικές ποιότητες σιδήρου που σκληρύνεται υπό πίεση, όπως ανοξείδωτος χάλυβας, ήπιος χάλυβας, χάλυβας υψηλής αντοχής, χάλυβας υψηλής αντοχής ή γαλβανισμένου χάλυβα.Το αλουμίνιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για ορισμένα εξαρτήματα και μπορεί να συμβάλει στη βελτίωση της οικονομίας καυσίμου του οχήματος λόγω του ελαφρύτερου βάρους τουΣτατιστικά, τα περισσότερα πλαίσια ατσάλινου σώματος έχουν πάχος περίπου 0,6-0,8 mm, ενώ τα πλαίσια αλουμινίου έχουν συνήθως πάχος 0,8-1,8 mm.

Η συγκόλληση με λέιζερ χρησιμοποιείται στην κατασκευή λευκού αμαξώματος εδώ και δεκαετίες και το 1991 η Volvo έγινε η πρώτη ευρωπαϊκή αυτοκινητοβιομηχανία που την εισήγαγε στην κύρια γραμμή παραγωγής ενός συνεργείου.Η BMW υιοθέτησε την τεχνολογία περίπου την ίδια εποχήΧρησιμοποιείται για τη σύνδεση των εξαρτημάτων της στέγης στις γραμμές συναρμολόγησης.

Η συγκόλληση με λέιζερ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τα λευκά εξαρτήματα του αμαξώματος, με τη διαφορά ότι η συγκόλληση λιώνει κυρίως το βασικό υλικό των δύο συνδεδεμένων μερών,ενώ η συγκόλληση περιλαμβάνει τήξη του μεταλλικού γεμιστήρα καθώς αυτό ρέει μεταξύ των συνδεδεμένων μερών για να σχηματίσει ένα δεσμόΗ συγκόλληση με λέιζερ χρησιμοποιείται συνήθως εκεί όπου οι πόρτες και οι οροφές ενώνονται για να σχηματίσουν ένα απρόσκοπτο, υψηλής αντοχής δεσμό που μπορεί εύκολα να επικαλυφθεί.

Λόγω των χαμηλών λειτουργικών δαπανών, οι περισσότερες εργασίες συγκόλλησης / συγκόλλησης με λέιζερ στην κατασκευή σώματος σε λευκό μπορούν να εκτελεστούν με λέιζερ ινών.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία υψηλής ποιότητας συγκόλλησης μεταξύ παρόμοιων και διαφορετικών υλικώνΓια παράδειγμα, κατά την συγκόλληση χάλυβα σε αλουμίνιο, αποφεύγοντας ελαττώματα όπως κρυφές ρωγμές, πορώσεις και ψεκασμούς.Τα λέιζερ ινών μπορούν εύκολα να ενσωματωθούν στη ρομποτική στις γραμμές παραγωγής αυτοκινήτων, καθώς οι ακτίνες τους μπορούν να μεταφερθούν στην κεφαλή επεξεργασίας κατά μήκος του ρομποτικού βραχίονα μέσω ευέλικτης ινώσεως.

Η κοπή με λέιζερ, το κούρεμα και η διάτρηση αποτελούσαν επίσης πάντα μέρος της κατασκευής του σώματος σε λευκό.Επιπλέον, στήλες, πλαίσια, τρύπες κεραίας, βουσιές και τρύπες για τη στερέωση εξωτερικών εξαρτημάτων είναι όλα κοινά μέρη που μπορούν να κοπούν ή να τρυπούνται με λέιζερ.Τα λέιζερ ινών είναι συχνά το εργαλείο επιλογής για αυτή την εφαρμογή..

Μέρη και εσωτερικά είδη αυτοκινήτων

Στην αυτοκινητοβιομηχανία, τα λέιζερ χρησιμοποιούνται επίσης στην παραγωγή διαφόρων υποσυγκροτημάτων και εσωτερικών εξαρτημάτων.βαλβίδες κινητήρα, σφραγίδες φρένων, ελαστικά, πλαίσια καθισμάτων, εναλλάκτες, εγχέτριες καυσίμου, φίλτρα, αγκάλια, εξατμίσεις, θωρακιστές, σωλήνες bourdon, εκκινητήρες αερόσακων, τυλιγμούς τροχών κινητήρα,και ποικίλα πρόσθετα εξαρτήματα κινητήρα.

Και πάλι, αυτά συνήθως συγκολλούνται με λέιζερ ινών.Το τιτάνιο είναι μερικές φορές προτιμώμενο στην αγορά αθλητικών και πολυτελών αυτοκινήτων λόγω της χαμηλής πυκνότητας του.Τα λέιζερ ινών μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την επεξεργασία εξαρτημάτων που κατασκευάζονται από ενισχυμένο με ανθρακονήματα πολυαιθέριο αιθέριο κετόνη (CFR-PEEK),που χρησιμοποιείται συνήθως στην κατασκευή συστημάτων πέδησης, συστήματα διαχείρισης του κινητήρα και του κλίματος, συμπλέκτες, αισθητήρες και εξοπλισμό.

Όταν πρόκειται για την κοπή υφασμάτων για εσωτερικά αυτοκίνητα, τα λέιζερ ινών είναι κατώτερα από τα πιο παραδοσιακά_CO2Αυτό οφείλεται στο μεγαλύτερο μήκος κύματος (περίπου 10 μm) του_CO2Η ατμόσφαιρα των λέιζερ απορροφάται καλύτερα από μη μεταλλικά υλικά, όπως υφάσματα, πλαστικά, δέρμα και ακρυλικά.

Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται για να κόβουν το πλεόνασμα υλικού από τα υφασματικά ταμπλό και τους εσωτερικούς πυλώνες.Άλλες εφαρμογές λέιζερ με βάση τα υφάσματα περιλαμβάνουν την κοπή ιμάντων ζώνης ασφαλείας και υφασμάτων αερόσακων, καθώς και την κοπή και την υφή πραγματικού και συνθετικού δέρματος για καθίσματα και επένδυση, καθώς και την κοπή χαλιών και υφασμάτων.

Στην περίπτωση των αερόσακων, το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή τους είναι συνήθως επικαλυμμένο με ένα στρώμα σιλικόνης που βοηθά να παραμείνει κούφιο όταν φουσκώνει,και αυτό το υλικό μπορεί να κοπεί με λέιζερ πριν ράψει μαζίΕπειδή η κοπή με λέιζερ είναι μια διαδικασία χωρίς επαφή, επιτυγχάνεται ελάχιστος χειρισμός του υφάσματος, μειώνοντας την πιθανότητα βλάβης της επικάλυψης.που θα μπορούσε να επηρεάσει αρνητικά τις επιδόσεις του αερόσακου.

Τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιούνται επίσης στην αυτοκινητοβιομηχανία για την κοπή και την κοπή πλαστικών εξαρτημάτων, όπως εσωτερικά και πίνακες οργάνων, πυλώνες, προφυλακτήρες, πινακίδες κυκλοφορίας, κοπή και ηλεκτρονικά / φωτεινά κιβώτια.Αυτά τα μέρη είναι κατασκευασμένα από πλαστικά όπως το ABS.Για παράδειγμα, τα φωτιστικά υλικά από πολυκαρβονικό και οι πλαστικοί φακοί προβολέων μπορούν να επιλεγούν με_CO2λέιζερ για την αφαίρεση των αποβλήτων πλαστικού από το τσιμπιστό.

Επιπλέον, η σήμανση ελαστικών με κωδικούς μήτρας δεδομένων και η δημιουργία ιχνηλασιμότητας είναι μια σχετικά νέα εφαρμογή για τα λέιζερ CO2.Τα λέιζερ αρχίζουν επίσης να χρησιμοποιούνται σε πρωτότυπα ελαστικών για να διαμορφώσουν το προφίλ του πέλματος και του πλευρικού τοιχώματος στο ελαστικόΑυτό θα μπορούσε να αντικαταστήσει την ανάγκη χειρογράφησης ελαστικών χρησιμοποιώντας ένα καυτό μαχαίρι, μια χρονοβόρα και δαπανηρή διαδικασία με τεχνικούς περιορισμούς.

Παραγωγή μπαταριών και κινητήρων για ηλεκτρικά οχήματα

Μια από τις σημαντικότερες τάσεις στην αυτοκινητοβιομηχανία τα τελευταία χρόνια είναι η συνεχιζόμενη μετάβαση στην ηλεκτροκίνηση.

Σύμφωνα με το EV Volumes, συνολικά 10,5 εκατομμύρια νέα ηλεκτρικά οχήματα καθαρής μπαταρίας και υβριδικά οχήματα plug-in παραδόθηκαν το 2022, σημειώνοντας σημαντική αύξηση 55% σε σύγκριση με το 2021.Η ερευνητική εταιρεία Statista προβλέπει μάλιστα ότι το 26 τοις εκατό όλων των νέων αυτοκινήτων που πωλούνται παγκοσμίως θα είναι ηλεκτρικά μέχρι το 2030Μια τέτοια αύξηση της ζήτησης ώθησε την αυτοκινητοβιομηχανία να αναζητήσει διαδικασίες και τεχνολογίες υψηλής απόδοσης για την αύξηση της παραγωγής μπαταριών και ηλεκτροκινητήρων για ηλεκτρικά οχήματα.

Η βιομηχανία των λέιζερ έχει ανταποκριθεί σε αυτή την έκκληση, με μια σειρά από πηγές φωτός και συστήματα να αναδύονται κατά την τελευταία δεκαετία ειδικά για αυτή την εφαρμογή.Υπάρχουν περισσότερες από 30 εφαρμογές για τα λέιζερ μόνο στην κατασκευή μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτωνΓια παράδειγμα, τα λέιζερ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση φύλλων και ράβδων για κυψέλες μπαταρίας, σφράγιση περιβλήματος μπαταρίας, συγκόλληση ετικετών σε περιβλήματα μπαταρίας και συγκόλληση νημάτων σε κινητήρες.Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την κοπή ανόδων χαλκού και φύλλων αλουμινίου για μπαταρίες.

Τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν γίνει μια επικερδής αγορά για εταιρείες όπως η Sintec Optronics, η οποία τώρα αντιπροσωπεύει περίπου το 40 τοις εκατό των εσόδων του τμήματος λέιζερ της εταιρείας.Αυτό δείχνει τη σημασία της ηλεκτροκίνησης για τις εταιρείες laser.

Μεταξύ των νέων λύσεων λέιζερ που αναδύονται στην αγορά αυτή είναι ειδικότερα τα μπλε (450nm) και πράσινα (515nm) λέιζερ.που υπερέχουν στην επεξεργασία των πολλών συστατικών χαλκού που χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες και ηλεκτρικούς κινητήρεςΑυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ορατά μήκη κύματος τους απορροφάται ιδιαίτερα καλά από τον χαλκό (65% για το μπλε και 40% για το πράσινο), σε σύγκριση με μόνο 5% για τα υπερύθρακα λέιζερ (1070nm).Έτσι, τα ορατά λέιζερ είναι σε θέση να αποφύγουν την πρόκληση της χρήσης υψηλότερων δυνατοτήτων λέιζερ ινών για να ξεπεράσουν την ανακλαστικότητα του υλικού, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ελαττώματα συγκόλλησης όπως κενά και ψεκασμοί που αυξάνουν την αντίσταση.Ενώ τα λέιζερ ινών μπορούν να είναι εξοπλισμένα με τεχνικές όπως μεταβλητά μοτίβα δέσμης ή ταλαντούχα κεφάλια συγκόλλησης για να συμβάλουν στην άμβλυνση αυτών των ελαττωμάτων, τα ορατά λέιζερ μπορούν να επιτύχουν υψηλής ποιότητας συγκόλληση χαλκού σε χαμηλότερες ισχύς χωρίς να καταφεύγουν σε αυτά τα μέτρα.

Τα τελευταία χρόνια, η Sintec Optronics έχει χρησιμοποιηθεί ως λύση για τη συγκόλληση πολλών συστατικών χαλκού που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά οχήματα.

Η Sintec Optronics είναι επίσης ιδανική για την συγκόλληση διαφορετικών συνδυασμών μετάλλων όπως χαλκός και ανοξείδωτος χάλυβας ή χαλκός και αλουμίνιο.Συνδυασμοί όπως ο χαλκός και το ανοξείδωτο χάλυβα ήταν συχνά δύσκολο να συγκολληθούν με λέιζερ ινών λόγω της δημιουργίας διαμεταλλικών φάσεων που μειώνουν την ακεραιότητα της συγκόλλησης..

Ωστόσο, με την Sintec Optronics, η παραγωγή αυτών των διαμεταλλικών φάσεων μπορεί να ελαχιστοποιηθεί ή να εξαλειφθεί σε εξαιρετικά ομοιόμορφες συγκόλλησεις.Αυτό δεν σημαίνει ότι τα λέιζερ ινών δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση αυτού του συνδυασμού υλικώνΟπως και με τη συγκόλληση χαλκού, οι προκλήσεις της συγκόλλησης διαφορετικών υλικών μπορούν να μετριαστούν σε κάποιο βαθμό με τη χρήση της τεχνολογίας μεταβλητού μοτίβου δέσμης.

Συνεχιζόμενες καινοτόμες εφαρμογές

Τόσο η αυτοκινητοβιομηχανία όσο και η βιομηχανία λέιζερ συνεχίζουν να εξελίσσονται από κοινού και η κάθε μία συνεχίζει να βρίσκει νέες εφαρμογές για την επεξεργασία λέιζερ.τα λέιζερ χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για την συγκόλληση διπολικών πλακών στην παραγωγή κυψελών καυσίμου υδρογόνου, η οποία θα τροφοδοτεί τα μελλοντικά βαριά οχήματα όπου η τεχνολογία μπαταρίας δεν θα είναι σε θέση να παρέχει την απαιτούμενη αυτονομία.Οι τεχνολογίες πρόσθετης κατασκευής και επικάλυψης διερευνούνται και εφαρμόζονται επίσης όλο και περισσότερο, για παράδειγμα για τη βελτιστοποίηση της τοπολογίας και τη μείωση του βάρους των δομικών στοιχείων ή για την επικάλυψη των δίσκων των φρένων για τη βελτίωση της αντοχής τους.