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汽車製造

應用在汽車工業生產中的激光技術

星之球科技 來源:機械專(zhuan) 家網2011-10-14 我要評論(0 )   

安全性、舒適性、節能和環保一直作為(wei) 世界汽車工業(ye) 發展的主題,激光技術作為(wei) 現代汽車生產(chan) 中的主要加工方法之一,其發展也主要是圍繞著這一主題並結合本專(zhuan) 業(ye) 的自身特點進...

安全性、舒適性、節能和環保一直作為(wei) 世界汽車工業(ye) 發展的主題,激光技術作為(wei) 現代汽車生產(chan) 中的主要加工方法之一,其發展也主要是圍繞著這一主題並結合本專(zhuan) 業(ye) 的自身特點進行的。

 

      汽車工業(ye) 是激光加工應用最多的領域之一。據有關(guan) 資料統計,在歐美工業(ye) 發達國家中,有50%-70%的零部件都是采用激光加工來完成的。尤其是近年來發展很快,1998年全世界約有3000多台激光加工機用於(yu) 汽車工業(ye) ,而且每年還有數以百計的激光加工機投入使用。應用於(yu) 汽車工業(ye) 的檢測、快速成形的小功率激光器目前也有數千台。

 

      在汽車工業(ye) 中,激光加工通常以切割為(wei) 主。激光束切割一般采用大功率二氧化碳氣體(ti) 激光器,為(wei) 了提高切割速度和切割質量,在二氧化碳激光切割機的光束出口處一般都裝有噴嘴,以便在切割過程中同時噴吹氣體(ti) 。由於(yu) 金屬表麵對於(yu) 波長為(wei) 10.6Чm的光波反射率高,在切割金屬工件往往噴吹氧氣或壓縮空氣,以提高切割效率;而在切割易燃材料時則噴吹氮氣等惰性氣體(ti) 以防止燃燒。

 

      激光切割的切徑寬度一般小於(yu) 0.5mm,但也有達到lmm左右的。它和工件的材料及厚度、激光束的功率、焦距及焦點位置、激光束的直徑、噴吹氣體(ti) 的壓力及流量等各種因素有關(guan) 。在汽車樣車和小批量生產(chan) 中大量使用三維激光束切割機,對普通鋁、不鏽鋼等薄板、帶材的切割加工,應用激光加工,其高速切割速度已達10m/min,不僅(jin) 大幅度縮短了生產(chan) 準備周期,並且使車間生產(chan) 實現了柔性化,加工麵積減小了一半。由於(yu) 它的加工效率高,比機械加工方式的加工費用減少了50%。

 

      激光焊接在汽車工業(ye) 中已成為(wei) 標準工藝。激光用於(yu) 車身麵板的焊接可將不同厚度和具有不同表麵塗鍍層的金屬板焊在一起,然後再進行衝(chong) 壓,這樣製成的麵板結構能達到最合理的金屬組合。激光焊接的速度約為(wei) 4.5m/min,而且很少變形,省去了二次加工。激光焊接加速了用衝(chong) 壓零件代替鍛造零件的進程。采用激光焊接,可以減少搭接寬度和一些加強部件,還可以壓縮車身結構件本身的體(ti) 積。僅(jin) 此一項車身的重量可減少56kg。激光焊接用於(yu) 車頂外殼與(yu) 框架焊接,傳(chuan) 動轉換器蓋板的焊接,由CNC控製,其循環時間約為(wei) 16秒,實際焊接時間僅(jin) 為(wei) 3秒,一天可連續運行24小時。

 

    隨著大功率輸出的二氧化碳激光器的出現,金屬表麵處理工藝得到了很大的進展。其中應用較廣的有激光塗層、激光合金化、激光拋光、激光衝(chong) 擊硬化等工藝技術。激光表麵處理在汽車的發動機閥座、車頂外殼與(yu) 框架等零部件的製造中得到了廣泛的應用。

 

      在汽車零部件的生產(chan) 中,如鋼套、曲軸、活塞環和齒輪等的熱處理,在經激光熱處理後,不必再進行後處理,可直接送到裝配線上安裝。

 

      激光加工計算機數控與(yu) 柔性製造技術相結合,在汽車模具的製造中,得到了廣泛的應用。激光切割、激光表麵處理、激光熱處理等工藝技術,使原來製作模具周期從(cong) 28周縮短為(wei) 4-6周,滿足了汽車快速改型的需要。

 

      激光測量在汽車工業(ye) 中成為(wei) 技術測量的主力,它可以將零部件與(yu) 模型比較,對經過修理或修改的零部件與(yu) 原始模型進行比較,或在零部件的設計改變後迅速修改刀具或模具。在汽車零部件生產(chan) 中,激光測量可以快速和非常精確地檢驗每一個(ge) 成品零部件的尺寸是否與(yu) 設計尺寸完全一致。而且,激光測量儀(yi) 能夠最迅速地將一個(ge) 零部件或物理模型轉變為(wei) 數字化文件,這種文件可以用各種方法處理並同其他文件進行比較。

 

      激光快速成型技術是在90年代初,在計算機、激光、高分子材料、CAD/CAM、精密機械等新技術迅速發展下應運而生的,並在汽車工業(ye) 中很快得到應用,它突破了製造業(ye) 的傳(chuan) 統模式,成為(wei) 當前最具吸引力的技術。

 

      激光快速成型係統一般采用:氧化碳氣體(ti) 或氬氣體(ti) 激光器,利用計算機將複雜的三維物體(ti) 轉化為(wei) 二維層,然後利用“積分”的思想,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的麵(層),然後逐層成型。激光快速成型技術可使新產(chan) 品及早投放市場,極大地提高了汽車生產(chan) 企業(ye) 對市場的應用能力和產(chan) 品的競爭(zheng) 能力。
 

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