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登錄激光應用技術的案例
激光焊接技術在航空制造中的應用
隨著長壽命、高可靠性、低成本、高性能的設計及制造要求,越來越多的新型高性能材料、復雜結構在飛機及航空發動機設計中被廣泛應用,如整體壁板、整體葉盤/葉環、空心葉片、單晶/定向凝固葉片、粉末合金及復合材料構件等。新型高性能材料、復雜結構的擴大使用,在提高裝備性能的同時,也對包括焊接技術在內的航空制造及修理技術提出了更高的要求。
激光焊接具有能量密度高、熱輸入量低、結構變形小、無需真空環境、高質量、高精度、高效率等技術優勢,在各類金屬材料熔化焊接方法中獨占鰲頭;結合工業機器人、視覺傳感跟蹤系統、自動送絲(送粉)系統(見圖1),易于實現集成化、自動化、柔性化、批量化制造,在全球制造產業中占據越來越高的地位。近年來,隨著高功率激光器的不斷發展,激光束流品質的不斷提高,激光焊接技術實現了由傳導焊向深熔焊的根本性轉變,應用范圍進一步擴大,在航空制造及修理中重要性也不斷提高。
圖1?搭載機器人的激光填絲焊接系統
1. 激光焊接在飛機制造及修理中的應用
(1)激光焊接在飛機制造中的應用 在飛機制造領域中,激光焊接技術主要應用于飛機大蒙皮的拼接以及蒙皮與長桁的焊接,機身附件的裝配中也大量使用了激光束焊接技術,如腹鰭和襟翼的翼盒。近年來,激光焊接技術也多用于薄壁零件制造,如進氣道、波紋管等。
早在20世紀70年代初,美國已利用15kW的CO2激光器針對飛機制造業中的各種材料、零部件,進行了焊接試驗及評估工藝的標準化。美國愛迪生焊接研究所與海軍焊接中心聯合開展了戰機裝備激光焊接技術研究。意大利于20世紀70年代末從美國引進了15kW的CO2 激光器,隨后歐盟對航空發動機中的各種容器及輕量級結構立項,開展了長達8年的激光焊接應用研究,材料涉及鈦合金、鎳基、鐵基高溫合金等。
展開 激光技術在電子業的技術應用值得分享
說起激光設備與應用技術范圍還是比較廣泛的,例如激光醫療設備,激光家具雕刻,激光切割,激光束武器,激光芯片設備,激光焊接,激光打標,激光航道,激光警示,激光相機,激光測量,激光美白,激光恢復視力,激光雷達等行業。
編輯這個文章時我個人感覺對激光技術還蠻有緣的,也想找機會想聊聊這方面的技術應用與發展方向,近期看到朋友發布了相關的文章,于是整理了這篇文章揭開激光技術的相關知識,小編先來聊一聊從業來遇到的相激光技術,最早主編接觸激光技術是在十年前,設備外觀與功能大概如下圖:
那么第一次接觸的激光設備用途:不僅可以金屬焊接還可以表面金屬雕刻字,屬于金屬機加方面的激光焊接技術作用示意圖如下:
8年前接觸半自動激光鐳射雕刻二維碼,此技術為汽車電子車燈外殼雕刻追溯二維碼,替代標簽與噴墨二維碼追溯的概念,(節約成本與耗材,追溯有效性唯一性)設備外觀大概如下,半自動人工按開始后拿著組裝好的車燈外殼放到激光鐳射頭雕刻二維碼,當時用的紫外的激光鐳射頭,此技術為塑料表面鐳射技術,二維碼可識別的平面與弧度彎曲面塑料產品。
展開 激光切割技術在汽車制造業中的應用以及價格
激光加工技術是軌道客車制造行業中近些年最重要的制造技術方法,對軌道客車工藝水平的提升起著極大的推動作用,而中國軌道客車產業的飛速發展,也為激光加工提供了巨大的潛在應用市場,激光切割下料和焊接等技術的應用也將軌道車輛制造技術推向了新時代。
激光加工技術發展帶動了軌道客車制造水平的進步,同時軌道車輛高速和輕量化的要求也不斷給激光加工技術提供了新的課題和研究方向,帶動了產品結構的進步,本文只重點闡述激光切割技術。
軌道車輛制造中激光切割技術應用現狀:激光切割作為一種柔性加工技術,具有高精度、高效率、熱變形小和適應性強等優點,目前國內外的軌道車輛制造廠家普遍采用激光加工技術進行不銹鋼、碳鋼、鋁合金等金屬板料的加工。加工的產品主要有車體、轉向架、內裝部位的金屬板材零件,多數為二維平面切割,通過激光切割加工出零件的外形輪廓和孔,獲得較高的精度和切割斷面質量。軌道車輛制造中激光切割技術發展趨勢三維激光切割技術剛剛在國內軌道車輛制造業進行應用,主要進行各種三維沖壓件的切割、割孔,一般配置機械手、光纖激光、交換工作臺、閉路實時監控顯示、封閉切割間、除塵及編程系統。
能夠實現各種三維工件進行三維切割、割孔;配置的交換工作臺可進行工件交換切割,提高效率;離線和示教編程,提高切割精度;實現安全環保。該設備在生產中的應用,解決了各種復雜工件的三維切割,代替落后的無齒具、手工等離子切割工藝,不僅提高產品質量,而且解決了環境污染問題。
另外,伴隨著激光切割技術的不斷發展和廣泛應用,激光切割技術在軌道車輛制造中將呈現以下發展趨勢:
(1)激光切割機設備的大型化對大長件的加工,尤其是組成部件后進行激光切割,將提高大型工件加工能力和質量。
展開 激光焊接技術在汽車領域的主要應用分析
2、激光拼焊技術
激光拼焊技術是激光焊接應用于汽車制造業最成功、效益最明顯的一項技術。汽車工業最初應用拼焊板時,主要是為了解決軋機軋出的鋼板板寬不夠的問題,通過拼焊技術來滿足汽車工業對寬板的要求。隨著汽車工業的發展,拼焊板向著差厚板方向發展,即可將不同厚度的鋼板拼焊,這時才真正達到了汽車鋼板拼焊的目的。發明激光拼焊板技術的蒂森克虜伯公司于1985年在奧迪100的生產制造中首次應用了這一技術。激光拼焊技術是在進行車身制造時,根據車身不同部位的性能要求,選擇鋼材牌號、種類、等級和厚度不同的鋼板,通過激光裁剪和拼焊,將車身某一部位如側圍、底板、車門內門、支柱等(見圖1)拼焊起來再沖壓成形,目的是在保證車身強度的前提下,降低車身重量。這種技術具有一系列優越性:
1
減少零件數量及大量沖壓加工的設備和工序。拼焊可以一體成形,根據不同部位對強度的不同要求,將不同厚度的板料焊在一起,再一次沖壓成形,同時可提高車身精度,減少大量沖壓加工的設備、工序和模具。
2
減輕構件重量。由于采用不同鋼板拼接,對易腐蝕的部位可采用涂鍍層鋼板以提高使用壽命,對不承受載荷或載荷較小的部位可采用更薄的鋼板,而對承受載荷的部位可采用高強度鋼板,不再需要焊接加強筋,使車身結構大大簡化,從而減少鋼材消耗和生產成本,減輕車身重量,最終降低汽車能耗。
3
提高構件結構質量和可靠性。由于采用連續的焊接代替不連續的點焊、鉚接,車身剛度和緊固性、安全性得以很大提高。
4
為生產寬體車提供可能。由于軋機限制,不可能生產太寬的鋼板,而汽車對寬板的要求日趨緊迫。采用激光拼焊不失為一種有效而經濟的工藝方法。激光拼焊使汽車造型更美觀、舒適。
展開 
激光焊接技術在汽車領域的主要應用分析
激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、適應性強等優點而受到航空航天、機械、電子、汽車、造船和核能工程等領域的普遍重視。尤其在汽車生產中,無論是車身組裝還是汽車零部件的生產,激光焊接都得到了廣泛的應用。
據有關資料統計,歐美工業發達國家50%~70%的汽車零部件都是用激光加工完成的,其中主要以激光焊接和切割為主,激光焊接在汽車生產中已成為標準工藝。
激光焊接應用技術
1、汽車車身激光焊接技術
汽車車身是典型的薄板殼結構,由低合金高強度薄鋼板經沖壓、剪裁、整形制成覆蓋件,并經焊接裝配而成。
車身裝配中焊點可達幾千個,傳統焊裝采用的是電阻點焊工藝。電阻點焊工藝是用兩個電極從兩個方向壓緊工件,在兩塊搭接件上加壓并通電,使接觸面間形成焊點而將工件焊在一起。為滿足結合和外形要求,各焊點間要保持一定間隔。點焊時焊鉗在工件邊緣下進行焊接,凸緣寬度需要16mm;而激光焊為單邊焊接,凸緣寬度只需5mm。把點焊改為激光焊,僅此一項每輛車就可節約鋼材40kg。
激光焊接形成的窄而深的焊縫容易使工件焊透。激光頭和待焊件之間無任何機械接觸,不存在加工機械應力。激光焊縫的拉伸強度和疲勞強度與母材相當,符合承載力要求,這樣可使構件材料減薄,車身重量減輕。同時,由于激光焊接采用計算機控制,所以具有較強的靈活性和機動性,可以對形狀特殊的門板、擋板、齒輪、儀表板等進行焊接。加上光纖傳輸系統和機械手,就可實現汽車裝配生產線的自動化。
2、激光拼焊技術
激光拼焊技術是激光焊接應用于汽車制造業最成功、效益最明顯的一項技術。汽車工業最初應用拼焊板時,主要是為了解決軋機軋出的鋼板板寬不夠的問題,通過拼焊技術來滿足汽車工業對寬板的要求。
展開 激光焊接技術在汽車領域的主要應用分析
激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、適應性強等優點而受到航空航天、機械、電子、汽車、造船和核能工程等領域的普遍重視。尤其在汽車生產中,無論是車身組裝還是汽車零部件的生產,激光焊接都得到了廣泛的應用。
據有關資料統計,歐美工業發達國家50%~70%的汽車零部件都是用激光加工完成的,其中主要以激光焊接和切割為主,激光焊接在汽車生產中已成為標準工藝。
激光焊接應用技術
1、汽車車身激光焊接技術
汽車車身是典型的薄板殼結構,由低合金高強度薄鋼板經沖壓、剪裁、整形制成覆蓋件,并經焊接裝配而成。
車身裝配中焊點可達幾千個,傳統焊裝采用的是電阻點焊工藝。電阻點焊工藝是用兩個電極從兩個方向壓緊工件,在兩塊搭接件上加壓并通電,使接觸面間形成焊點而將工件焊在一起。為滿足結合和外形要求,各焊點間要保持一定間隔。點焊時焊鉗在工件邊緣下進行焊接,凸緣寬度需要16mm;而激光焊為單邊焊接,凸緣寬度只需5mm。把點焊改為激光焊,僅此一項每輛車就可節約鋼材40kg。
激光焊接形成的窄而深的焊縫容易使工件焊透。激光頭和待焊件之間無任何機械接觸,不存在加工機械應力。激光焊縫的拉伸強度和疲勞強度與母材相當,符合承載力要求,這樣可使構件材料減薄,車身重量減輕。同時,由于激光焊接采用計算機控制,所以具有較強的靈活性和機動性,可以對形狀特殊的門板、擋板、齒輪、儀表板等進行焊接。加上光纖傳輸系統和機械手,就可實現汽車裝配生產線的自動化。
2、激光拼焊技術
激光拼焊技術是激光焊接應用于汽車制造業最成功、效益最明顯的一項技術。汽車工業最初應用拼焊板時,主要是為了解決軋機軋出的鋼板板寬不夠的問題,通過拼焊技術來滿足汽車工業對寬板的要求。
展開 技術 | 新材料和激光焊接技術在汽車的應用情況解析
根據網上查閱到的相關文獻(由泛亞汽車技術中心發布)介紹,通用曾對不同型號高強度鋼進行過對比研究,最終發現與汽車常用的CR340、DP600、DP800、DP1000四種高強度鋼板相比,QP980的強度略高于DP1000的強度,不過沖壓成形性則是QP980比DP600略好。
新型激光焊接技術的應用:
制造領域革新的主要目的是為了實現更高的生產效率以及提高焊接質量,激光焊接技術就是通用目前主要的研究方向,并且已經取得了一定的效果。通用現有兩種技術已經實現應用,分別為“鍍鋅鋼板零間隙激光焊接技術”、“遠程激光焊接技術”。
傳統的金屬板連接工藝主要有自攻螺接、直沖鉚接、激光釬焊、電阻點焊四種,每種連接方式各有各的特點,諸如常見的電阻點焊吧,一般用于連接金屬鈑金件,我們常常能在白車身上看到連成一排的圓點就是電阻點焊工藝。電阻焊本身還是存在一定缺點的,比如焊裝工位占地面積大且操作不便,偶爾會發生焊穿等問題。
激光焊接相比鉚接和電阻焊優勢在于焊接速度快、靈活性更高且成本更低。通用官方說,如果沒有采用激光焊接技術轉而使用傳統的鉚接技術,凱迪拉克CT6的車身上會多出約1469個鉚釘,也就相當于增重1.46公斤。此外傳統鉚接工藝需要花費3-5秒完成的一個點,激光焊接只需0.5-1秒即可完成,焊接一個點的成本僅為鉚接的1/10。激光焊接目前主要應用在車身的焊接上,未來車門、車頂等部位的焊接也將逐漸變為激光焊。
文章總結:
盡管之前因為燃油平均消耗量超標而被點名批評,不過在節油技術領域,上汽通用也確實做著一定的努力,通過減重以及創新工藝實現傳統汽油發動機汽車節能降耗的目的。
展開 激光標刻技術在自由鍛生產中的應用
針對當前自由鍛產品標識與信息溯源追蹤方面存在的不足,在鍛造生產過程采用激光標刻技術替代人工砸號,提高生產效率與產品質量,同時為庫存管理和生產過程追蹤的信息化提供了有效的手段。該研究為鍛件的全生命周期管理以及逐只跟蹤提供了新的方法和技術,有利于自由鍛數字化車間的建設。
自由鍛毛坯件生產屬于單件小批量零散生產模式,產品的標識問題始終困擾著各個鍛件生產廠商,尤其是應用信息化管理系統,由于缺乏對物料追溯的有效手段,難以實現精細化生產管理。激光標刻屬于DPM方法中的一種,工作原理是利用激光高溫快速燒蝕金屬表面,形成可識別的信息編碼,碳鋼表面進行激光標刻技術已經較為成熟。激光標刻技術已開始應用在物料追溯領域,在自由鍛行業,由于其產品的特殊性,尚沒有應用激光標刻的先例。
我公司承接國家智能制造新模式項目,應用激光標刻技術實現自由鍛毛坯件的產品全生命周期追溯,探索自由鍛數字化車間建設新模式。
激光標刻工作原理及參數選型
激光自腔體中產生后,電機驅動器根據其輸入的控制信號實現對X軸振鏡電機及Y軸振鏡電機位置的控制,兩路電機的相互運動使入射激光的聚焦點在一個X-Y二維平面內運動,場鏡系統將激光束聚焦到一個點,使激光能量集中,完成對物料的精細化加工,激光直接標刻線條精細,在金屬表面可以實現類似于紙張打印效果,如圖1所示。
圖1 激光標刻系統工作原理示意圖
我公司鍛件產品涵蓋1kg到50t,產品形狀噸位跨度大,工況較為復雜,平面不平整導致焦距定位精度存在問題,且考慮到鍛件密度高難以燒蝕,激光器選用IPG公司的YLPN-1-100-100W激光發生器,參數如表1所示。
表1 YLPN-1-100-100W各項參數
工藝流程及試驗效果
針對鍛件生產過程,制定基于激光的標刻生產流程如圖2所示。
展開 CINNOResearch首席分析師周華出席慕尼黑上海光博會LaserFocusCon激光技術及應用研討會并發表演講
》雜志聯合慕尼黑上海光博會主辦的為期兩天的LaserFocusCon激光技術及應用研討會,在慕尼黑上海光博會上成功舉辦。
雙光束激光焊接技術在民用飛機上的應用現狀及發展
20世紀90年代起,經過近10年的研究,空客公司成功地將雙光束激光焊接技術應用于鋁合金機身壁板結構,替代了傳統的鉚接結構(圖1),使飛機機身的結構概念從組裝結構過渡到整體結構。該技術針對機身壁板的蒙皮- 長桁結構,利用兩臺完全相同的CO2 激光器在長桁兩側進行雙側同步焊接,該技術避免了傳統的單面焊雙面成形工藝對蒙皮完整性的破壞,具有極大的優越性。有資料表明:采用該技術在不降低結構強度及疲勞壽命的前提下,能減少5%~10% 的結構重量,并降低成本15%,提高了生產效率[1-3]。
雙光束激光焊接技術簡述
雙光束激光焊接技術最早是由德國的Bias(不萊梅射線研究所)、Gkss(亥姆霍茲聯合會)、Fraunhofer(福朗霍夫材料與射線研究所)、LZH(漢諾威激光研究所)、亞琛工大等眾多科研院所一起參與完成的。同時,相關焊接設備由Schuler-held、M.torres、Rofin 等公司提供。激光焊接技術也成為了德國航空業的重點發展技術之一。除了已經研制成功的激光焊接蒙皮- 長桁結構以外,其他的激光焊接應用也正處于研發階段。這些應用包括利用機器人焊接角片、焊接Al-Mg-Sc 材料的著陸襟翼結構以及激光焊接鋁- 鈦異種材料航空座椅滑軌[3-4]。
雙光束激光焊接技術最早用于空客A318的前機身以及中后機身兩塊壁板的生產制造,并在裝機之前通過了FAA(美國聯邦航空管理局)的適航認證。圖2 為德國空客車間的雙光束激光焊接生產線,隨著3條焊接生產線的購置安裝,焊接機身壁板于2001年在德國諾登哈姆的空客車間內實現了批量生產。另外,隨著此項技術的不斷成熟,包括A340、A380 在內的機型也都采用了激光焊接壁板,且壁板的數量也從開始的2塊(總計110m 焊縫),到最多使用14塊激光焊接壁板(總計約798m焊縫)。
展開 國外激光加工技術的應用和發展趨勢
激光是本世紀的重大發明之一,具有巨大的技術潛力,專家們認為,現在是電子技術的全勝時期,其主角是計算機,下一代將是光技術時代,其主角是激光。激光因具有單色性、相干性和平行性三大特點,特別適用于材料加工
激光加工是激光應用最有發展前途的領域,國外已開發出20多種激光加工技術。激光的空間控制性和時間控制性很好,對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環境的自由度都很大,特別適用于自動化加工。激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備,已成為企業實行適時生產的關鍵技術,為優質、高效和低成本的加工生產開辟了廣闊的前景。
一、激光加工技術的應用
目前已成熟的激光加工技術包括:激光快速成形技術、激光焊接技術、激光打孔技術、激光切割技術、激光打標技術、激光去重平衡技術、激光蝕刻技術、激光微調技術、激光存儲技術、激光劃線技術、激光清洗技術、激光熱處理和表面處理技術。
激光快速成形技術集成了激光技術、CAD/CAM技術和材料技術的最新成果,根據零件的CAD模型,用激光束將光敏聚合材料逐層固化,精確堆積成樣件,不需要模具和刀具即可快速精確地制造形狀復雜的零件,該技術已在航空航天、電子、汽車等工業領域得到廣泛應用。
激光焊接技術具有溶池凈化效應,能純凈焊縫金屬,適用于相同和不同金屬材料間的焊接。激光焊接能量密度高,對高熔點、高反射率、高導熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。
激光打孔技術具有精度高、通用性強、效率高、成本低和綜合技術經濟效益顯著等優點,已成為現代制造領域的關鍵技術之一。
激光切割技術可廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時間,降低加工成本,提高工件質量。脈沖激光適用于金屬材料,連續激光適用于非金屬材料,后者是激光切割技術的重要應用領域。
激光打標技術是激光加工最大的應用領域之一。
展開 
激光測距技術應用—太空探索
從地球軌道衛星的<strong>精密定軌</strong>到<strong>地月距離</strong>的毫米級測算,一項名為“<strong>激光測距</strong>”的技術正以其無與倫比的精度,為我們搭建起連接地球與深空的“<strong>測量橋梁</strong>”。衛星激光測距(Satellite Laser Ranging, SLR)、激光測衛與激光測月(Lunar Laser Ranging, LLR),這三項緊密關聯的技術,不僅是空間大地測量領域的“<strong>精度標桿</strong>”,更支撐著載人航天、深空探測、空間安全等諸多重大科研與工程任務。本文將從基本原理、國內外研究進展、應用價值三個維度,帶大家初步了解這項“用激光丈量宇宙”的尖端技術。</p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-justify">
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展開 【技術熱點】三維五軸激光在熱沖壓成形應用上的工藝提升
摘要
目前,在車身熱沖壓成型領域,三維五軸激光切割機床的技術應用已經相當成熟。隨著熱沖壓成型技術的日趨成熟,以及汽車制造商對熱沖壓零件供應商壓低報價,汽車熱沖壓零部件供應商對于三維五軸激光切割設備的需求也在發生變化。隨著熱沖壓市場的發展,客戶群和客戶需求也隨之改變,從開始時的追求高效率、高質量切割、高精度及長期穩定性,到目前更傾向于兩個不同維度的要求:更低的投資成本和更高生產效率。此次研究得出的結果是基于:當前熱沖壓市場不同客戶的需求,以及三維五軸激光切割加工中心新的技術創新。其中一個就是最新的二合一光纖應用于三維五軸的切割,在相同的激光功率條件下,提高整個加工中心對于單件部件的切割效率,另一個是如何在滿足一些客戶需求的同時,降低設備的投資成本。
關鍵詞:激光工藝 三維五軸激光切割 熱沖壓零部件
三維五軸激光切割技術在汽車熱沖壓領域已有多年的應用。2006年,應用在汽車熱沖壓領域的三維五軸激光切割技術引入中國市場,并且目前一直在持續發展。在過去的17年間,隨著該技術的發展越來越趨于成熟,熱成型沖壓件的成本已經大幅降低,熱沖壓零件在汽車上的應用比例也在逐步增高。三維激光切割已經是熱沖壓工藝中的重要一環。熱沖壓零件的生產廠商對三維五軸激光切割設備的要求也越來越高。
展開 激光焊接技術在玻璃上的應用
技術背景
伴隨激光技術的飛速發展,激光被廣泛應用于焊接各種材料。玻璃作為一種透明易碎的脆性材料,傳統激光光源不能輕易被其所吸收,并且吸熱的玻璃由于熱膨脹系數較大,焊接時容易碎裂,故并不適合以傳統的激光焊接方式加工。
通常激光焊接玻璃、塑料等透明材料主要有兩種方法。一種是在焊接界面處涂覆不透明的顏料或者添加中間層辦法來增加激光吸收率,界面附近材料吸收激光溫度升高,后經過材料融化后再凝固實現透明材料的連接。另一種方法是采用特種焊接光源進行焊接,通過高功率密度激光使透明材料之間產生非線性吸收從而形成有效焊點,越來越多的科研工作者和工程師將目光轉向了特種光源的激光焊接加工應用。
研究現狀
近年來,利用特種光源相繼實現了多種玻璃、玻璃及單晶硅之間的焊接。美國PolaOnyx公司使用特種激光單線/多線掃描,實現了玻璃焊接及密封。Hélie等使用激光將100μm厚的玻璃端蓋微焊接到微結構光纖上,成功為標準光纖和微結構光纖焊接端蓋。Tamaki等在研究中使用波長為1558nm的激光成功實現了異種玻璃之間、玻璃與硅片之間的焊接,分別獲得了9.87MPa和3.74MPa的焊接強度。
但多數學者研究激光焊接玻璃的結果,焊接融合區域均呈現水滴狀,其主要由3部分組成,分別為頂部的圓形空腔、中部的熔融區域和底部的微小空腔構成的線形結構。其中頂部和底部的空腔容易產生應力集中,參數控制不好,也易產生裂紋,另外由于其為水滴狀結構,線間距控制不好可能會導致斷續未連接成型的焊縫。
展開 激光切割技術在沖壓件開發過程中的應用
同時隨著激光技術的發展及成熟,激光切割在車身沖壓件開發過程中的應用也愈加廣泛。本文以我司某款車型在開發過程中對激光切割的應用為例,講述了其在沖壓件開發中的工藝流程、應用條件及失效模式。
沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的加工方法。沖壓加工的生產效率高,且操作方便,易于實現機械化與自動化。
汽車車身沖壓件的生產離不開模具,模具既能保證沖壓件的尺寸精度,又不會破壞沖壓件的表面質量,是車身制造技術的重要組成部分。模具的開發及調試周期約占整車開發周期2/3 的時間,雖然目前可以通過前期的計算機模擬仿真技術實現工藝及模具設計最優化,縮短模具開發調試周期,降低制造成本,但模具的開發及調試周期仍是車型快速更新換代的主要制約因素。圖1 為典型沖壓件及模具示意圖。
激光切割技術
激光切割是利用高功率密度的激光束照射被切割材料表面,在極短的時間內將材料加熱至熔化或氣化的溫度,蒸發形成孔洞。隨著光束對材料的移動,孔洞連續形成寬度很窄的切縫,再用高壓氣體將熔化或氣化物質從切縫中吹走,以達到切割的目的。相對于其他切割方式具有切割質量好、速度快、效率高等優點。圖2 為激光切割設備工作站。
圖1 典型沖壓件及模具示意圖
圖2 激光切割工作站
傳統的沖壓加工一般需要成形和修沖工序完成,完成這些工序需要大量的模具。模具的開發需要大量的成本投入,周期也相對較長。在激烈的市場競爭環境下,迫切需要一種節約時間及成本的加工方法。激光切割不受沖壓件外形影響,柔性好,可以節省大量的修沖模具,縮短沖壓件的開發周期,生產方式更加靈活。對于數量不大且需要快速換型的車型開發,有很重要的應用價值。
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