近年來,激光技術在汽車工業(yè)中的應用日益普遍,以工藝而論,則激光打標、硬化、切割、焊接,激光大燈,激光雷達等全數(shù)用上;以部位而論,舉凡內外、上下、結構裝飾等,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。
激光車體加工應用
據(jù)有關資料統(tǒng)計,歐美發(fā)達工業(yè)國家,有50%-70%的汽車零部件是用激光加工來完成的。我們且對激光在汽車制造中的應用,做初步的梳理。
一、激光焊接
激光焊接具有如下特點:
①加熱范圍窄(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?,無需焊后矯形。
?、莘墙佑|加工,無需對工件加壓和表面處理。
?、弈軐崿F(xiàn)異種材料焊接。
?、吆附铀俣瓤臁?/div>
?、鄬ν饨鐭o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快速凝固,其晶粒更加細小,可獲得更高的強度。激光焊接可使車身的剛度提升30%。車頂蓋與側圍的激光焊接,相比傳統(tǒng)點焊工藝,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),由于激光焊接才成為現(xiàn)實。
激光焊接加速了用沖壓零件代替鍛造零件的進程。采用激光焊接,以連續(xù)的激光焊縫代替離散的點焊縫,可以減少搭接寬度和一些加強部件,可以壓縮車身結構件本身的體積。由此,可減少車身重量56kg。激光焊接的應用,實現(xiàn)了減重減排,契合了當今時代對環(huán)保的要求。
激光焊接應用于不等厚板的拼焊,效益更加顯著。這種技術將傳統(tǒng)制造工藝--先沖壓成零件,再點焊成整體--改造為:先將若干個不同厚度的零件焊接為整體,再沖壓成形,減少了零部件的數(shù)量,材料利用更合理,結構功能顯著提高。
激光焊接還可應用于點煙器、氣門挺桿、汽缸墊、噴油嘴、火花塞、變速齒輪、半軸、傳動軸、散熱器、離合器、發(fā)動機排氣管、增壓器輪軸、安全氣囊內膽、ABS等。
二、激光切割
激光切割較早應用于汽車零件的制造。
早在10年前,上海團結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由一臺激光切割機、自動上料機構(電磁鐵)和自動下料機構組成,這是國內較早出現(xiàn)的以激光設備為核心的FMC。后來,又擴展為3工位的大梁激光加工FMC,應用于陜西重型汽車有限公司。
汽車大型覆蓋件的下料切邊,擋風板等激光切割,需要3維切割機或機器人。以機器人+光纖激光器組成的柔性切割系統(tǒng)較為常見。
近年來,高強度鋼因具有高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強度、高成型性及低平面各向異性等優(yōu)勢,成為汽車工業(yè)輕量化的主要材料。高強度鋼熱成型后,沖壓工藝不再適宜,其輪廓和孔的裁切,推動了對激光切割的需求。
汽車內飾件多為非金屬,因激光的非接觸、精確定位、快速等特點,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,配用的機器人必須作專門的設計,將CO2激光束導光裝置完全集成在機器人手臂中,使運動的機器人手臂能傳輸穩(wěn)定的激光束。史陶比爾可以制造這樣的機器人。
三、激光打標
汽車零部件傳統(tǒng)標記方式有:模具鑄造、電腐蝕、不干膠、絲網印刷、氣動標記等。激光打標技術從誕生以來就以其標記的清晰美觀永不磨滅性得到迅速發(fā)展。
激光打標用于汽車零部件的優(yōu)勢在于:快速、可編程、非接觸,持久。激光打標在汽車制造中應用廣泛,如汽車零件、發(fā)動機、標簽紙(柔性標簽)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、容錯性強等優(yōu)點。
汽車柔性標簽專用激光打標機,針對汽車柔性標簽的特點專門設計,用于下列各種標簽的打標:車身、發(fā)動機、VIN碼、條形碼、車鑰匙、油箱、安全氣囊警示、輪胎壓力、空調、冷卻系統(tǒng)、車門標簽等。
以上是對激光技術在汽車工業(yè)中的應用綜述。
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太過陌生的名詞,激光在社會的很多領域都有使用,而汽車設計上,最先由寶馬提出采用激光大燈,并應用在寶馬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、遠這三個特點。
雖然目前從外觀看起來激光大燈和LED大燈差不多,但里內涵卻有所區(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用在遠光燈上,近光燈依然是LED。
那么這么強的照明效果,是否對人體有害呢?答案是不會的。因為激光大燈的激光不是直接發(fā)射出來的,而是先照射在一組反射鏡片,然后經過黃磷透鏡后散發(fā)出白色的光芒,最后再經過一次反射才反射出來的。
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