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汽車制造

從車身到電池激光加工提升汽車生產(chǎn)效率

星之球激光 來(lái)源:通快2013-01-09 我要評(píng)論(0 )   

機(jī)動(dòng)性對(duì)于工業(yè)社會(huì)來(lái)說(shuō)已變得尤為重要。這不僅體現(xiàn)在全世界貨物運(yùn)輸業(yè)的增加,也體現(xiàn)在人們對(duì)于機(jī)動(dòng)性的不同需求的上升。另一方面,在能源政策上已經(jīng)采取一些監(jiān)管措施...

       機(jī)動(dòng)性對(duì)于工業(yè)社會(huì)來(lái)說(shuō)已變得尤為重要。這不僅體現(xiàn)在全世界貨物運(yùn)輸業(yè)的增加,也體現(xiàn)在人們對(duì)于機(jī)動(dòng)性的不同需求的上升。另一方面,在能源政策上已經(jīng)采取一些監(jiān)管措施以降低二氧化碳的排放。這迫使汽車制造商提高新車型的效率,例如通過(guò)減輕車身重量或者投資完全新型驅(qū)動(dòng)理念,如電氣驅(qū)動(dòng)。在這兩種情況下,激光器都是主要的技術(shù),因?yàn)樗鼈兡艽_保精準(zhǔn)高效的加工并且成為某些生產(chǎn)工藝能否實(shí)現(xiàn)的絕對(duì)必要因素。

 

  輕便穩(wěn)固的車身部件

  通過(guò)使用高強(qiáng)度鋼可大大減輕車身重量。這些鋼材強(qiáng)度非常高,這就意味著比起傳統(tǒng)設(shè)計(jì),它使用的材料更少,可以在減少燃料消耗的同時(shí)提高安全性。

  大部分高強(qiáng)度車身部件由鍍硅鋁硼合金鋼組成,這種材料一般都是由整卷鋼帶上切割下來(lái)。這個(gè)切割工序可以使用二維激光切割機(jī)完成。它的優(yōu)勢(shì)在于可以任意靈活的換型而無(wú)需替換昂貴的切割模具。激光加工可使零件的切割布局可以更加緊湊,提高材料利用率。

  然后鋼板在加熱爐中加熱,使其更易成形。加熱后的部件在成型過(guò)程中急速冷卻,這樣拉伸強(qiáng)度可達(dá)1500Mpa左右。高強(qiáng)度材料的確能加強(qiáng)乘客的安全性,但是如此高強(qiáng)度的材料如使用傳統(tǒng)的加工方法來(lái)沖孔或切邊,將對(duì)模具損失非常之大,因此加工成本大大提高,毫無(wú)性價(jià)比可言。這就是為什么制造商轉(zhuǎn)向用三維激光切割機(jī)來(lái)切割高強(qiáng)度車身部件。

  經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工后,結(jié)構(gòu)部件被焊接在一起以形成車身組件。因此,由TruDisk激光器和遠(yuǎn)程焊接鏡頭組成的三維焊接設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。激光打標(biāo)條形碼確保產(chǎn)品的可追溯性,而且激光打標(biāo)具有持久性和高質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)。

 

  在商用車車軸上能節(jié)省40%的時(shí)間

  在車軸制造中必須克服的挑戰(zhàn)是材料的高含碳量。傳統(tǒng)的焊接方法就不能使用,因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致材料快速變脆、開(kāi)裂。在展示的產(chǎn)品中,通過(guò)預(yù)加熱可優(yōu)化車軸部件以便用于后續(xù)焊接工藝中。這就防止了裂縫的形成和變脆。

  車軸上的深熔焊焊縫是由激光焊接的。其優(yōu)勢(shì)是可減少輸入材料的熱量,以降低零件的變形量。通過(guò)降低材料的熱量輸入和焊接后的冷卻控制可以避免裂縫,同時(shí)可增強(qiáng)車軸零件的承載力。激光焊接質(zhì)量如此之高以至于無(wú)需后續(xù)的機(jī)械精加工或其他額外的工作。總體而言,激光焊接使商用車車軸的生產(chǎn)時(shí)間減少40%。

 

       激光加工是電氣驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)

  為了實(shí)現(xiàn)全方位覆蓋,電氣驅(qū)動(dòng)所要面臨的一大挑戰(zhàn)是用于電動(dòng)車的可快速充電、高功率且使用壽命長(zhǎng)的電池。這些電池的能量存儲(chǔ)與日常生活用的鋰電池沒(méi)有可比性,因?yàn)樵谲囕v加速過(guò)程中它們必須在短時(shí)間內(nèi)提供非常高的功率。從功率等級(jí)和持續(xù)時(shí)間上來(lái)說(shuō),這些電流峰值對(duì)電池管理提出了很高的要求。同時(shí),充電必須很快完成,因?yàn)榭捎眯砸彩呛饬侩妱?dòng)車是否能正常使用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

  未來(lái)用于電動(dòng)車的電池從生命周期的角度來(lái)說(shuō)必須比現(xiàn)在的鋰電池更耐用。目前用于電動(dòng)車的電池的充電時(shí)間為3-4小時(shí),充足電的情況下最多可行使200千米。目標(biāo)是創(chuàng)造出高性能的單個(gè)電池,它比起幾個(gè)電池來(lái)更高效,動(dòng)力更強(qiáng)。

  適于日常使用的電池也正被用于電動(dòng)自行車上。例如,用于這種電動(dòng)自行車的電池由一個(gè)2.2安培的電池組成。這種自行車的全球市場(chǎng)容量大約在5000萬(wàn)歐元。

  激光是生產(chǎn)高性能電池的極佳生產(chǎn)技術(shù),因?yàn)楫?dāng)它們切割和焊接電池部件,例如電池外殼或電池連接器時(shí)能發(fā)揮所有的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)接觸的加工工藝使材料的機(jī)械承載力低,焊縫無(wú)變形,因?yàn)楹附又皇褂昧松倭繜崃?。通過(guò)高質(zhì)量、精準(zhǔn)地加工工藝,激光技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單個(gè)組件的小型化,并能在一個(gè)電池組中集成更多的電池模塊,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)更小且更強(qiáng)的電池。由于激光設(shè)備的產(chǎn)能高且耗材少,它能以極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格進(jìn)行大批量生產(chǎn),而這也正是汽車市場(chǎng)需要的。

 

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