現(xiàn)代汽車(chē)制造業(yè)使用了大量不同的材料，包括塑料、金屬、紡織品、玻璃、橡膠等。有些高端品牌的豪華汽車(chē)，一方面不斷嘗試類似于碳纖維這類的新型材料，同時(shí)也大量使用傳統(tǒng)的實(shí)木和真皮材質(zhì)。

加工如此多種類的材料需要一種性能強(qiáng)大的工具，這就給了CO2激光器用武之地。

CO2激光器發(fā)明于1964年，是最早的激光技術(shù)之一，至今仍是工業(yè)材料加工的中流砥柱，在汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用廣泛。通常，CO2激光器的輸出功率從幾十瓦到幾千瓦不等，能在不同材料的加工應(yīng)用中施展拳腳。

CO2 激光器在汽車(chē)制造中的 19 種應(yīng)用

低功率類型的CO2激光器主要用于標(biāo)記和雕刻，而高功率類型可以輕松并精確地切割和焊接。因此，激光可加工的部件幾乎可以涵蓋到汽車(chē)制造環(huán)節(jié)中的大部分區(qū)域。

塑料切割

CO2激光器廣泛應(yīng)用于汽車(chē)塑料零件的加工，包括內(nèi)飾件和儀表板、立柱、保險(xiǎn)杠、尾翼、飾件、牌照框和車(chē)燈。

這些部件會(huì)使用到不同種類的塑料，包括ABS、TPO、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）、HDPE、亞克力以及各種復(fù)合材料和層壓材料。

塑料材質(zhì)可以是單純的塑料，也可以是涂漆的，或是與其它材料相結(jié)合的，如織物覆蓋的汽車(chē)內(nèi)柱（A柱、B柱或者C柱），由復(fù)合材料或者飾面材料制成的儀表板，填充了碳纖維或玻璃纖維用于加固的結(jié)構(gòu)支撐件。

激光可用于固定點(diǎn)、車(chē)燈、開(kāi)關(guān)、泊車(chē)傳感器和其它部件的切割和鉆孔，也可以用于澆口切割或修整注塑過(guò)程中多余的塑料。

前車(chē)大燈的燈罩和透鏡由透明的塑料制成，通常需要激光來(lái)修整模具成型中多余的塑料。車(chē)燈通常由聚碳酸酯（PC）制成，其光學(xué)透明度高、耐沖擊和碎片化、各種氣候條件及紫外線照射的耐受性強(qiáng)。

雖然，這種特殊塑料材質(zhì)經(jīng)激光加工后，邊緣會(huì)比較粗糙，但前車(chē)大燈全部安裝完成后，加工部位暗藏，不會(huì)影響車(chē)燈的整體性能。激光在處理大多數(shù)塑料材質(zhì)時(shí)，通常會(huì)形成光滑的邊緣，不需要后續(xù)修整。

塑料切割通常會(huì)使用125W以上的激光器，根據(jù)加工要求的速度不同，配置的功率也會(huì)不同，一般速度越快所需功率越大。Luxinar的SR系列、SCX系列和OEM系列都適合于此類應(yīng)用。

激光技術(shù)在前車(chē)大燈燈罩和透鏡上的應(yīng)用

由于切割操作經(jīng)常需要激光束或零件在三維空間中移動(dòng)，單憑人工操作繁瑣又耗時(shí)，因此，激光技術(shù)又開(kāi)始與靈活的機(jī)器人系統(tǒng)相結(jié)合。

機(jī)器人

現(xiàn)代汽車(chē)生產(chǎn)高度自動(dòng)化，機(jī)器人在整個(gè)汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)很常見(jiàn)。

為了優(yōu)化生產(chǎn)線的加工流程，CO2激光器開(kāi)始與機(jī)器人結(jié)合使用，并逐步取代了傳統(tǒng)的工具。

圖片來(lái)自德國(guó)的 ROBOT-TECHNOLOGY，Luxinar 激光器被安裝在了機(jī)器人操作臂上

把CO2激光器集成到機(jī)器人上是具有一定的挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可通過(guò)三種方式將CO2激光器集成到機(jī)器人上：

第一種，激光直接安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)臂上，光束通過(guò)精密的關(guān)節(jié)式導(dǎo)光單元傳輸?shù)焦ぜ?。然后，利用編程讓機(jī)器人按照軌跡切割相對(duì)復(fù)雜的形狀，并始終保持光束聚焦。

第二種，機(jī)器人抓取工件，在固定的激光聚焦點(diǎn)前按照加工軌跡移動(dòng)工件。這是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置，適用于較小的機(jī)器人，可以加工的工件尺寸受限。

第三種，激光器同一個(gè)導(dǎo)光臂相連接，機(jī)器人抓取導(dǎo)光臂并按照所需軌跡移動(dòng)關(guān)節(jié)臂，以切割零件。

第一種情況下，激光器必須能夠承受機(jī)器人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的加速度。機(jī)器人也需要體型較大和足夠的強(qiáng)悍，以背負(fù)并移動(dòng)激光器。換言之，激光器必須足夠緊湊和輕巧，以便直接安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)臂上。在這方面，Luxinar的SR系列激光器是理想的選擇。

第二種情況下，通常采用振鏡來(lái)控制激光束的移動(dòng)，而機(jī)器人則負(fù)責(zé)調(diào)整工件的加工面和位置。典型的應(yīng)用是在汽車(chē)儀表臺(tái)上打孔——在儀表板表面上鉆一些小孔，通常直徑為1毫米，這使得將其他包覆材料粘合到儀表臺(tái)上表面時(shí)，空氣可以從小孔被抽離，使粘合更加緊密。

相同的方法也適用于切割更大的孔位和軌跡，如開(kāi)關(guān)和傳感器孔位的切割。Luxinar的高功率段激光器，如SCX和OEM系列激光器經(jīng)常用于這些應(yīng)用中。

織物裁剪

汽車(chē)內(nèi)飾通常包含幾種不同用途的紡織材料，其中最常見(jiàn)的是內(nèi)飾織物。

激光可以用來(lái)裁剪織物，或雕刻圖案。加工速度取決于織物的類型和厚度，功率越大的激光器切割的速度就越快。激光可以將大多數(shù)合成纖維裁剪干凈，邊緣密封，這保證了在汽車(chē)座椅縫合和裝配過(guò)程，材料不會(huì)邊緣散束。

真皮或合成皮料，都適用于激光加工。

激光裁切的汽車(chē)座椅織物

許多車(chē)輛的內(nèi)柱上會(huì)覆蓋一層織物，它們都可使用激光加工完成。在模具成形過(guò)程中，織物附著在塑料零件上，激光將多余的布料從邊緣裁剪下來(lái)，以符合車(chē)輛的設(shè)計(jì)與布局。這需要一個(gè)5軸的機(jī)器人來(lái)實(shí)施加工，切割頭會(huì)沿著零件輪廓，精確地切割織物。中等功率的CO2激光器，如Luxinar的SR和OEM系列，非常適用于這類加工。

織物不僅用來(lái)裝飾和增加乘坐的舒適感，也可用于汽車(chē)的安全系統(tǒng)，即安全帶和安全氣囊。

現(xiàn)代汽車(chē)通常都標(biāo)配有多個(gè)安全氣囊，以保障駕駛員和乘客的安全。安全氣囊通常由密織尼龍或聚酯纖維制成，有時(shí)候會(huì)在表面加上一層硅酮涂層以增強(qiáng)透氣性。

安全氣囊分為平織安全氣囊和一片式（OPW）安全氣囊；平織氣囊由不同形狀的織物片縫合而成，一片式氣囊（OPW）的結(jié)構(gòu)是直接在織機(jī)上形成，二者后續(xù)都需要裁剪?？煽慷咝У腃O2激光器是是理想的工具，通過(guò)穩(wěn)定的、高效率的切割可將材料浪費(fèi)降至最低。并且激光加工為非接觸加工，最大程度地保留了材料本身的結(jié)構(gòu)和完整性，材料表面的硅酮涂層也不會(huì)被磨損。

相同的技術(shù)還可以用于汽車(chē)儀表臺(tái)和車(chē)門(mén)包覆層劃線，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行選擇性弱化，以便在汽車(chē)受到碰撞時(shí)，安全氣囊在預(yù)設(shè)的位置展開(kāi)，起到保護(hù)駕乘人員的作用。這種激光劃線在內(nèi)飾件面板的背面實(shí)施，形成不可見(jiàn)的弱化線，保證了汽車(chē)內(nèi)飾件的完整性和美觀。因此，這種加工需要在極度嚴(yán)苛的公差范圍內(nèi)實(shí)施。

表面毛化

CO2激光加工在汽車(chē)制造業(yè)中并不局限于切割、鉆孔和邊緣修整。

事實(shí)上，CO2激光燒蝕去冗也用于汽車(chē)制造中。一個(gè)很好的例子是表面改性，或從塑料零件/復(fù)合材料的表面去除油漆涂層。當(dāng)一些工件需要用粘合劑安裝到包含油漆涂層的零部件時(shí)，為了使粘合更加牢固，零部件的表面涂層需要去除或者毛化。激光器與振鏡相結(jié)合，以填充掃描的方式快速在所需的區(qū)域進(jìn)行材料燒蝕去冗。

由激光切割的汽車(chē)塑料門(mén)封上的排水孔

激光的能量可以調(diào)適到剛好足夠燒蝕表面材料但不損破壞材料本身的程度。精確的幾何圖形可以輕松實(shí)現(xiàn)，燒蝕深度和表面毛化程度可以輕松控制，燒蝕去冗的圖案也可輕易改變。

在某些情況下，激光加工取代了之前手工操作的過(guò)程，從而節(jié)省大量時(shí)間，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。

激光制造技術(shù)并不是豪華汽車(chē)和未來(lái)概念車(chē)的專屬。事實(shí)上，它已經(jīng)成熟地應(yīng)用于車(chē)輛流水線制造，如果您深入地了解一輛量產(chǎn)汽車(chē)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)許多部件都有CO2激光制造的印記。

也許你會(huì)看到，車(chē)輛的安全信息已經(jīng)在被標(biāo)記在車(chē)窗玻璃上；汽車(chē)的輪胎上也有不少的信息；橡膠門(mén)封上的排水孔、甚至雨刮片上，為增加使用中水流量的小孔，都有CO2激光加工的身影。

剎車(chē)盤(pán)采用了激光毛化處理；混動(dòng)或者純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)卡電機(jī)的銅條表面釉質(zhì)層采用激光去除；牌照框、儀表臺(tái)、門(mén)板、燈蓋、內(nèi)柱、過(guò)濾器外殼和進(jìn)氣管等塑料零件已由被激光切割或修整。

CO2激光器的多功能性，讓如今的汽車(chē)制造商不斷尋找新材料以匹配使用這項(xiàng)成熟穩(wěn)定的技術(shù)。

20多年來(lái)，Luxinar-羅悉激光一直擁有著前沿的激光技術(shù)，是輸出功率1kW內(nèi)封離型CO2激光器的主導(dǎo)制造商，除此之外，Luxinar也新推出了飛秒激光器。迄今為止，其超過(guò)18,000臺(tái)激光器服務(wù)于全球各行各業(yè)。www.luxinar.com