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企業新聞

IPG激光技術推動汽車製造業的生產力與創新

fun88网页下载 來源:IPG光纖激光器2026-01-08 我要評論(0 )   

激光技術如今已滲透到汽車生產(chan) 的幾乎每個(ge) 角落。從(cong) 三級零部件和材料供應商到全球最大的整車製造商,整個(ge) 供應鏈的各個(ge) 環節都廣泛應用著激光技術。如今,激光的應用已遠不...

激光技術如今已滲透到汽車生產(chan) 的幾乎每個(ge) 角落。從(cong) 三級零部件和材料供應商到全球最大的整車製造商,整個(ge) 供應鏈的各個(ge) 環節都廣泛應用著激光技術。

如今,激光的應用已遠不止於(yu) 焊接。除了結構組裝,它們(men) 還支持電池製造、電力電子產(chan) 品生產(chan) 、表麵處理、可追溯性檢測,以及十年前甚至不存在的各種應用領域。

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本文將從(cong) 宏觀層麵探討了激光技術在現代汽車製造中的應用場景,同時著重闡述了激光加工的獨特特性——這些特性將確保激光技術在行業(ye) 向更高精度、更強自動化及電動汽車快速發展的進程中始終占據主導地位。 ——這些特性將確保激光技術在行業(ye) 邁向更高精度、更強自動化及電動出行快速發展的進程中始終占據主導地位。





激光究竟有何特別之處?



當今許多行業(ye) 都麵臨(lin) 著相同的根本性壓力。它們(men) 必須交付精度更高、質量更優(you) 、體(ti) 積更小、能耗更低的產(chan) 品。在製造層麵,它們(men) 還麵臨(lin) 著更高的產(chan) 量要求、更嚴(yan) 格的可持續性標準以及持續的成本下行壓力。

激光之所以成為(wei) 如此廣泛應用的製造工具,是因為(wei) 它們(men) 往往比其他機械、熱能和化學工藝更能持續地實現所有這些目標。這是因為(wei) :

激光加工屬於(yu) 非接觸式工藝:由於(yu) 無需工具且不施加外力,激光加工過程能長期保持穩定一致。

激光具有極高的空間選擇性:激光束既可聚焦至微米級,亦可擴展覆蓋數平方英尺範圍,從(cong) 而協助係統和操作員將能量精準投射至所需位置。

激光具有相幹性和高亮度:高功率密度可實現深穿透焊接、快速切割、切口光潔以及最小熱影響區。

激光器具有高效性:其能將電能高效轉化為(wei) 光能,並將該能量以極低損耗耦合至材料中,從(cong) 而減少熱輸入並降低後續加工需求。

激光器易於(yu) 自動化:幾乎所有激光輸出參數均可實時遠程調節。這支持複雜的工藝配方和快速切換。

激光技術適用於(yu) 多種材料:同一激光平台通常可加工鋼材、鋁材、銅材、鎳合金、塗層鋼材、塑料、複合材料及陶瓷。

激光技術支持先進的監測與(yu) 閉環控製:工藝反饋 ——從(cong) 簡單的功率讀數到在線焊縫深度測量——實現自動化激光控製,助力達成卓越的批次間一致性。

現在,讓我們(men) 快速瀏覽一下激光技術在汽車製造領域產(chan) 生最大影響的幾個(ge) 方麵。


白車身


車身白車身是激光技術在20世紀70年代首次進入汽車生產(chan) 領域的起點,此後其應用範圍不斷擴展。如今,激光技術已廣泛用於(yu) 高速焊接、修邊及定製坯料生產(chan) 。

激光焊接的優(you) 勢在於(yu) 其能形成窄而深的焊縫,且熱輸入量極低。這些特性可減少變形、改善裝配配合度,並確保大型裝配體(ti) 保持嚴(yan) 格的尺寸公差。

低熱輸入在處理當今先進材料時尤為(wei) 重要,包括高強度和超高強度鋼材。這些材料在傳(chuan) 統焊接方法下可能發生變形、開裂或喪(sang) 失其獨特的機械性能。低熱輸入在連接混合材料時同樣具有優(you) 勢——由於(yu) 材料間存在不同的熱膨脹係數和熔化特性,傳(chuan) 統焊接方式極易導致其變形或開裂。

激光技術通過實時焊接和機器人搭載的掃描頭,支持連續不間斷的運動。這使製造商能夠消除啟停延遲,從(cong) 而提高生產(chan) 效率。

由於(yu) 激光加工工藝清潔、穩定且可重複,可減少返工和下遊檢測工作量。結合焊縫深度與(yu) 位置的在線監測功能,激光技術為(wei) 原始設備製造商提供了高質量的連接方案,能輕鬆融入現代自動化車身車間。


動力總成與(yu) 底盤部件


激光技術在動力總成和底盤部件的生產(chan) 中也發揮著日益重要的作用,這些部件的精度和可重複性直接影響車輛性能、耐久性和安全性。

其中許多部件——包括變速箱殼體(ti) 、驅動單元外殼、冷卻板、安裝支架和懸架組件——具有複雜的幾何形狀和變化的材料厚度。 ——包括變速箱殼體(ti) 、驅動單元外殼、冷卻板、安裝支架及懸架部件——均具有複雜幾何結構和多變的材料厚度。

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YLS-AMB係列光束模式可調激光器

所有這些焊接應用都受益於(yu) 激光器提供的精確熱控製。對熱輸入的精密調控有助於(yu) 形成強度高、一致性好且變形極小的接合部,使製造商能夠在持續負載條件下保持零件的對齊精度和機械完整性。

新近開發的雙光束光纖激光器配置進一步拓展了這些優(you) 勢,實現了鑄件與(yu) 機加工部件的無飛濺焊接——這一應用領域曾由二氧化碳激光器主導。雙光束激光器提供清潔穩定的加工過程,這對含有潤滑劑、軸承或必須保持無汙染的精密表麵的組件尤為(wei) 重要。

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傳(chuan) 統單光束激光焊接

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AMB光束模式可調激光焊接



電動汽車電池製造


激光技術的應用在任何領域都未曾加速得如此之快 ——在電動汽車電池製造領域,激光技術不僅(jin) 應用速度最快,更發揮著至關(guan) 重要的賦能作用。電池單元、模塊及電池組均需對銅、鋁、鎳等組件進行精準可重複的焊接。這些材料以難以用傳(chuan) 統工藝焊接而聞名。

激光技術能夠實現精密的熱控製,從(cong) 而形成機械強度高、電阻低的電氣連接。這一過程不會(hui) 損傷(shang) 附近的隔膜、粘合劑或絕緣層。它支持高速的引線片與(yu) 母線焊接、箔片焊接,以及對集流器的精密切割,且僅(jin) 產(chan) 生極少毛刺或碎屑。

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雙光束和擺動光束光纖激光器配置在此再次至關(guan) 重要。其應用可減少飛濺並最大限度降低多孔性,從(cong) 而確保每包數千個(ge) 接頭均具備穩定的連接質量。

在線光學監測技術的創新進一步提升了工藝質量,可實時驗證焊接深度、焊縫位置及一致性。這些技術為(wei) 電動汽車製造商提供了可擴展的高產(chan) 出工藝,用於(yu) 製造構成現代電動出行核心的電池單元、電池組件及電池包結構。


電機


激光加工在電動汽車牽引電機的製造中具有重要價(jia) 值,尤其適用於(yu) 采用發夾式繞組設計的電機。其銅導體(ti) 必須經過精確剝皮、成型和焊接,以最大限度降低電阻,並滿足最終組裝繞組的嚴(yan) 格機械公差要求。

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激光通常首先用於(yu) 精確、幹淨地去除漆包線絕緣層。它能不接觸機械、不產(chan) 生變形或熱損傷(shang) 地暴露底層銅線。這些效果難以通過研磨或化學剝離方法實現。

為(wei) 建立最終電氣連接,激光焊接技術以極低熱輸入形成強固、飛濺少的接合點。此工藝有效保護鄰近絕緣層、疊片及環氧灌封材料。雙光束 ——尤其是擺動光束方案——能進一步增強間隙橋接能力與(yu) 焊接一致性,確保數千個(ge) 發夾式引腳的性能均一性。


內(nei) 飾與(yu) 裝飾件


激光技術支持多種內(nei) 飾與(yu) 飾件加工操作。其優(you) 勢在於(yu) 兼具精度與(yu) 速度,且常能呈現更優(you) 的視覺效果。眾(zhong) 多塑料、織物、複合材料及塗層部件——尤其是消費者可見的部件——需要 整潔的切割、 精密穿孔或孔位布局或裝飾性特征。

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機械工具難以在不產(chan) 生粗糙度或變形的情況下形成此類邊緣。激光切割可實現光滑、可重複的邊緣,且熱影響極小。這不僅(jin) 提升了外觀美感,還減少了後期加工以恢複外觀的需求。其切割複雜輪廓的能力使其成為(wei) 儀(yi) 表板開口、傳(chuan) 感器窗口、揚聲器網罩及裝飾性穿孔的理想選擇。

激光標記技術,尤其是晝夜標記技術,廣泛應用於(yu) 汽車內(nei) 飾領域。該技術特別適用於(yu) 背光按鈕、開關(guan) 及裝飾件,能實現美觀、高辨識度且有時複雜的標記效果。由於(yu) 無需模具且兼容多種材料,激光標記技術可實現快速選項變更和變體(ti) 切換,無需重新調整設備。


可追溯性與(yu) 合規性標識


激光標記的優(you) 越特性使其在汽車可追溯性應用中得到廣泛采用。其中最突出的優(you) 勢在於(yu) 無接觸加工及無工具磨損,從(cong) 而消除了損傷(shang) 精密表麵的風險。此外,激光技術既能生成微型標記,也能實現大型標識,既支持微型序列化標記,也能製作高對比度的大型識別標記。

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通過軟件控製激光打標的能力,可在無需重新調整設備的情況下,實現序列化標記或即時更改標記內(nei) 容。由於(yu) 激光技術適用於(yu) 金屬、塑料、塗層及複合材料,單一平台即可標記車輛中使用的多種材料。

關(guan) 鍵標記應用包括製動部件、安全氣囊模塊和結構緊固件。這些部件需要經久耐用的永久標識,能夠在車輛整個(ge) 生命周期中承受高溫、液體(ti) 和振動。電子元件及外殼(包括控製單元、傳(chuan) 感器和電源模塊)所需的標記必須避免損傷(shang) 內(nei) 部組件或破壞密封。在整個(ge) 供應鏈中,序列化編碼和數據矩陣編碼支持零件追蹤、變體(ti) 控製,並確保符合行業(ye) 及法規要求。


表麵清潔


在需要嚴(yan) 格控製材料去除深度並保護底層結構的場合,激光技術正日益廣泛地應用於(yu) 表麵處理。激光清洗通過去除鏽蝕、氧化物、粘合劑和油漆,無需機械接觸或研磨介質即可實現這一目標。該工藝能呈現潔淨均勻的表麵,同時避免了噴砂或研磨可能導致的變形、基材損傷(shang) 或結果不一致的問題。

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低熱輸入可保持周邊材料特性完好,這對準備焊接或粘接工件至關(guan) 重要。激光甚至能以可控圖案對表麵進行紋理處理,從(cong) 而增強粘合強度或提高潤濕性。由於(yu) 該工藝可編程控製,製造商無需遮蔽或固定即可對特定區域實施這些處理。


粉末塗料固化


高功率二極管激光係統在粉末塗料固化中的應用才剛剛起步。這是因為(wei) 與(yu) 傳(chuan) 統的對流或紅外燈烘箱相比,激光固化具有多重優(you) 勢。

由於(yu) 激光提供局部加熱,僅(jin) 塗層區域達到熔融和流動溫度。窄帶紅外激光光被粉末顆粒強烈吸收,這提高了固化效率並最大限度地減少了底層部件的整體(ti) 加熱。二極管激光器的電光轉換效率也遠高於(yu) 其他紅外光源,這意味著更多輸入功率直接用於(yu) 固化,而非以多餘(yu) 熱量形式損耗。

這些特性共同使激光固化技術相比其他方法顯著更快且更節能。此外,激光粉末塗層固化工藝便於(yu) 在線過程控製,從(cong) 而實現高度一致的成果。

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