近年來,激光技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用日益普遍,以工藝而論,則激光打標(biāo)、硬化、切割、焊接,激光大燈,激光雷達(dá)等全數(shù)用上;以部位而論,舉凡內(nèi)外、上下、結(jié)構(gòu)裝飾等,盡入轂中。一輛汽車,隨處可見激光的身影,可以說無車不激光。
激光車體加工應(yīng)用
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),歐美發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家,有50%-70%的汽車零部件是用激光加工來完成的。我們且對(duì)激光在汽車制造中的應(yīng)用,做初步的梳理。
一、激光焊接
激光焊接具有如下特點(diǎn):
?、偌訜岱秶?集中)。
?、谧饔脜^(qū)域和位置精確可控。
?、蹮嵊绊憛^(qū)小。
?、芎附幼冃涡。瑹o需焊后矯形。
?、莘墙佑|加工,無需對(duì)工件加壓和表面處理。
⑥能實(shí)現(xiàn)異種材料焊接。
?、吆附铀俣瓤臁?/div>
?、鄬?duì)外界無熱影響、無噪音、無污染。
激光束照射在材料表面的直徑為0.2-0.6mm,焊縫寬度在2mm以下。激光焊接的焊縫金屬經(jīng)快速凝固,其晶粒更加細(xì)小,可獲得更高的強(qiáng)度。激光焊接可使車身的剛度提升30%。車頂蓋與側(cè)圍的激光焊接,相比傳統(tǒng)點(diǎn)焊工藝,車頂少了兩條橡膠密封條,改善了車身的視覺效果。車身精度控制上的"一毫米工程"(白車身整車尺寸精度控制在±1mm內(nèi)),由于激光焊接才成為現(xiàn)實(shí)。
激光焊接加速了用沖壓零件代替鍛造零件的進(jìn)程。采用激光焊接,以連續(xù)的激光焊縫代替離散的點(diǎn)焊縫,可以減少搭接寬度和一些加強(qiáng)部件,可以壓縮車身結(jié)構(gòu)件本身的體積。由此,可減少車身重量56kg。激光焊接的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了減重減排,契合了當(dāng)今時(shí)代對(duì)環(huán)保的要求。
激光焊接應(yīng)用于不等厚板的拼焊,效益更加顯著。這種技術(shù)將傳統(tǒng)制造工藝--先沖壓成零件,再點(diǎn)焊成整體--改造為:先將若干個(gè)不同厚度的零件焊接為整體,再?zèng)_壓成形,減少了零部件的數(shù)量,材料利用更合理,結(jié)構(gòu)功能顯著提高。
激光焊接還可應(yīng)用于點(diǎn)煙器、氣門挺桿、汽缸墊、噴油嘴、火花塞、變速齒輪、半軸、傳動(dòng)軸、散熱器、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、增壓器輪軸、安全氣囊內(nèi)膽、ABS等。
二、激光切割
激光切割較早應(yīng)用于汽車零件的制造。
早在10年前,上海團(tuán)結(jié)普瑞瑪就為一汽解放青島汽車有限公司制造了汽車大梁激光加工FMC。該FMC由一臺(tái)激光切割機(jī)、自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)(電磁鐵)和自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)組成,這是國(guó)內(nèi)較早出現(xiàn)的以激光設(shè)備為核心的FMC。后來,又?jǐn)U展為3工位的大梁激光加工FMC,應(yīng)用于陜西重型汽車有限公司。
汽車大型覆蓋件的下料切邊,擋風(fēng)板等激光切割,需要3維切割機(jī)或機(jī)器人。以機(jī)器人+光纖激光器組成的柔性切割系統(tǒng)較為常見。
近年來,高強(qiáng)度鋼因具有高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強(qiáng)度、高成型性及低平面各向異性等優(yōu)勢(shì),成為汽車工業(yè)輕量化的主要材料。高強(qiáng)度鋼熱成型后,沖壓工藝不再適宜,其輪廓和孔的裁切,推動(dòng)了對(duì)激光切割的需求。
汽車內(nèi)飾件多為非金屬,因激光的非接觸、精確定位、快速等特點(diǎn),所以非常適合采用激光切割加工。比如,將車門鑲板或門肩的廢棄角料、后部注塑部件的多余部分切除。切割非金屬不能用光纖激光器,而必須用CO2激光器,沒有了光纖傳輸激光的便利,配用的機(jī)器人必須作專門的設(shè)計(jì),將CO2激光束導(dǎo)光裝置完全集成在機(jī)器人手臂中,使運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人手臂能傳輸穩(wěn)定的激光束。史陶比爾可以制造這樣的機(jī)器人。
三、激光打標(biāo)
汽車零部件傳統(tǒng)標(biāo)記方式有:模具鑄造、電腐蝕、不干膠、絲網(wǎng)印刷、氣動(dòng)標(biāo)記等。激光打標(biāo)技術(shù)從誕生以來就以其標(biāo)記的清晰美觀永不磨滅性得到迅速發(fā)展。
激光打標(biāo)用于汽車零部件的優(yōu)勢(shì)在于:快速、可編程、非接觸,持久。激光打標(biāo)在汽車制造中應(yīng)用廣泛,如汽車零件、發(fā)動(dòng)機(jī)、標(biāo)簽紙(柔性標(biāo)簽)等等。激光條碼、二維碼常用于汽車零部件追溯。二維碼具有信息容量大、容錯(cuò)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
汽車柔性標(biāo)簽專用激光打標(biāo)機(jī),針對(duì)汽車柔性標(biāo)簽的特點(diǎn)專門設(shè)計(jì),用于下列各種標(biāo)簽的打標(biāo):車身、發(fā)動(dòng)機(jī)、VIN碼、條形碼、車鑰匙、油箱、安全氣囊警示、輪胎壓力、空調(diào)、冷卻系統(tǒng)、車門標(biāo)簽等。
以上是對(duì)激光技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用綜述。
激光在汽車工業(yè)中的重要性愈益突顯,并日益廣泛深入地影響著我們的日常生活。
激光大燈讓汽車更炫
激光大燈并不是一個(gè)太過陌生的名詞,激光在社會(huì)的很多領(lǐng)域都有使用,而汽車設(shè)計(jì)上,最先由寶馬提出采用激光大燈,并應(yīng)用在寶馬i8上,現(xiàn)在新一代的寶馬7系也能夠選裝,另外,玩燈專家奧迪也推出其激光大燈。
激光大燈有小、亮、遠(yuǎn)這三個(gè)特點(diǎn)。
雖然目前從外觀看起來激光大燈和LED大燈差不多,但里內(nèi)涵卻有所區(qū)別。激光二極管的元件大小僅有LED的百分之一,這就意味著未來的車燈將可以有更多不一樣的造型。
LED的發(fā)光效率每瓦100流明,而寶馬i8搭載的激光大燈則能達(dá)到每瓦170流明,如此一來,激光大燈要么就是能夠做到亮度高,要么就是相同亮度下能耗更少。
此外,照射距離還是LED的兩倍。不過值得一提的是,激光大燈目前主要是應(yīng)用在遠(yuǎn)光燈上,近光燈依然是LED。
那么這么強(qiáng)的照明效果,是否對(duì)人體有害呢?答案是不會(huì)的。因?yàn)榧す獯鬅舻募す獠皇侵苯影l(fā)射出來的,而是先照射在一組反射鏡片,然后經(jīng)過黃磷透鏡后散發(fā)出白色的光芒,最后再經(jīng)過一次反射才反射出來的。
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