bedrijfsnieuws over Laserverwerking in de automobielindustrie

De automobielindustrie is een van de grootste toepassingsgebieden voor lasermateriaalverwerking.De productie van auto's en voertuigen is in de EU in 2019 met ongeveer 7% van het bbp gestegen..

Op dit moment zijn de beperkingen in de toeleveringsketen veroorzaakt door de New Crown-epidemie nog niet volledig opgeheven en is de automobielindustrie nog niet teruggekeerd naar het niveau van voor de epidemie.De groei van de Europese automobielsector is opwaartse trendIn de eerste negen maanden van 2022 werden in de EU bijna 8 miljoen personenauto's geproduceerd, een stijging van 5,8 procent ten opzichte van dezelfde periode in 2021.

De meeste voertuigen bevatten, zowel binnen als buiten, laserbehandelde onderdelen.Laserverwerking biedt uitstekende veelzijdigheid en herhaalbaarheid, en een enkele lasermachine is in staat om een breed scala aan autocomponenten met grote precisie en snelheid te verwerken.

Laserapparatuur is een zeer geautomatiseerd, goedkoop en onderhoudsvriendelijk gereedschap voor het snijden, lassen, brazen, markeren, oppervlaktevoorbereiden, boren,3D-printen en bekleding op productielijnen voor de automobielindustrieLasers kunnen worden gebruikt voor het verwerken van een verscheidenheid aan complexe 2D/3D auto-onderdelen die kunnen worden gemaakt van materialen zoals metaal, plastic, glas, rubber en textiel.

Vervaardiging van carrosserie in wit

Een van de belangrijkste fasen van de productie van auto's waarin lasers worden toegepast (met name bij het snijden, hetWelding en legering) staat bekend als body-in-white (BIW) productie - dit is de fase waarin de staalframe componenten die de basisstructuur van een wegvoertuig vormen worden gesneden en samengevoegd.

De onderdelen van de carrosserie, de deur en het frame zijn gewoonlijk vervaardigd van verschillende soorten onder druk gehard staal, zoals roestvrij staal, zacht staal, hoogsterk staal, laagsterk staal of gegalvaniseerd staal.Aluminium kan ook voor sommige onderdelen worden gebruikt en kan door het lichte gewicht het brandstofverbruik van het voertuig verbeterenStatistisch gezien zijn de meeste staalcarrosseriepanelen ongeveer 0,6-0,8 mm dik, terwijl aluminiumcarrosseriepanelen meestal 0,8-1,8 mm dik zijn.

Laserlassen wordt al tientallen jaren gebruikt in de productie van carrosserie in wit, en in 1991 werd Volvo de eerste Europese autofabrikant die het in de hoofdproductielijn van een carrosseriewerkstad introduceerde.BMW nam de technologie ongeveer tegelijkertijd over., waarbij de dakonderdelen op de onderassemblagelijnen worden verbonden.

Het laserslijmen kan ook worden gebruikt voor body-in-white componenten, met het verschil dat het lassen voornamelijk het basismateriaal van de twee verbonden delen smelt,Waarbij bij het legeren het vulmetal wordt gesmolten terwijl het tussen de verbonden delen stroomt om een binding te vormenHet laserslijmen wordt meestal gebruikt waar deuren en daken samenkomen om een naadloze, hoogsterke band te vormen die gemakkelijk kan worden gecoat.

Vanwege de lage bedrijfskosten kunnen de meeste lasersweis-/braaswerkzaamheden in de body-in-white-productie met glasvezellasers worden uitgevoerd.Ze kunnen worden gebruikt om hoogwaardige lassen te maken tussen vergelijkbare en verschillende materialenHet gebruik van de nieuwe techniek is in het bijzonder van groot belang bij de verwerking van staal en aluminium, waardoor gebreken zoals koude scheuren, porositeit en spatten worden vermeden.• het gebruik van laservezels in de automobielindustrie;, aangezien hun stralen via een flexibele vezel langs de robotarm naar de verwerkingshoofd kunnen worden verzonden.

In 1983 installeerde de Austin Rover Group een vijfassig systeem om pre-productie carrosseriepanelen te trimmen.Bovendien, kolommen, frames, antenne gaten, busjes en gaten voor het bevestigen van externe onderdelen zijn allemaal veel voorkomende onderdelen die met een laser kunnen worden gesneden of doorboord.Ook voor deze toepassing zijn vezellasers vaak het instrument van keuze..

Onderdelen en interieurs van auto's

In de automobielindustrie worden lasers ook gebruikt bij de productie van verschillende onderassemblages en interieurcomponenten.motorventielen, remkoppels, bandenvelgen, stoelen, alternatoren, brandstofinspuiters, filters, aansluitingen, uitlaatgassen, dempers, bourdonbuizen, airbagstarters, spoelen van motor spoelen,en een verscheidenheid aan extra motoronderdelen.

De meeste van deze componenten zijn gemaakt van staal of aluminium.Titanium wordt soms de voorkeur gegeven op de markt van de sport- en luxeautomobielindustrie vanwege zijn lage dichtheid., hoge sterkte en goede corrosie/warmtebestandheid. Glasvezellasers kunnen ook worden gebruikt voor de verwerking van onderdelen gemaakt van koolstofvezelversterkte polyether ether keton (CFR-PEEK),met een vermogen van meer dan 10 W,, motor- en klimaatbeheersystemen, koppels, sensoren en rijapparatuur.

Als het gaat om het snijden van weefsels voor het interieur van auto's, zijn glasvezellasers inferieur aan hun meer traditionele_CO2Dit komt doordat de grotere golflengte (ongeveer 10 micron) van_CO2De Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de resultaten van de evaluatie van de resultaten van het onderzoek.

Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om overtollig materiaal van met stof bedekte dashboards en binnenpijlers af te snijden.Andere toepassingen van textielgebaseerde lasers omvatten het snijden van gordelbanden en airbagstof, alsook het snijden en textureren van echt en synthetisch leer voor zit- en stoffering, en het snijden van tapijten en pads.

In het geval van airbags wordt het materiaal dat gebruikt wordt om ze te maken meestal bekleed met een laag siliconen die het helpt hol te blijven wanneer het wordt opgeblazen,en dit materiaal kan met een laser worden gesneden voordat het samen wordt genaaidAangezien het lasersnijden een niet-contactproces is, wordt minimale manipulatie van het weefsel bereikt, waardoor de kans op beschadiging van de coating wordt verminderd.die de prestaties van de airbag kunnen aantasten.

CO2-lasers worden ook gebruikt in de automobielindustrie om kunststofonderdelen zoals interieurs en instrumentenpanelen, pijlers, bumpers, kentekenplaten, trim en elektronische / lichte behuizingen te snijden en te trimmen.Deze onderdelen zijn gemaakt van plastic zoals ABS.Bijvoorbeeld polycarbonaat-verlichtingsarmaturen en plastic koplamplenzen kunnen met een_CO2laser om afvalplastic uit spuitgiet te verwijderen.

Bovendien is het markeren van banden met gegevensmatrixcodes en het creëren van traceerbaarheid een relatief nieuwe toepassing voor CO2-lasers.Laser wordt ook gebruikt in prototypes van banden om het loopvlak en de zijkant van de band te profilerenDit zou de noodzaak kunnen vervangen om banden met een heet mes handmatig te graveren, een tijdrovend en kostbaar proces met technische beperkingen.

Productie van batterijen en motoren voor elektrische voertuigen

Een van de belangrijkste trends in de automobielindustrie van de afgelopen jaren is de voortdurende overgang naar elektrificatie.

Volgens EV Volumes werden in 2022 in totaal 10,5 miljoen nieuwe zuiver batterij-elektrische en plug-in hybride elektrische voertuigen geleverd, een aanzienlijke toename van 55% in vergelijking met 2021.De gegevensonderzoeker Statista voorspelt zelfs dat tegen 2030 26 procent van alle wereldwijd verkochte nieuwe auto's elektrisch zal zijnEen dergelijke stijging van de vraag heeft de automobielindustrie ertoe aangezet om te streven naar high-throughput-processen en -technologieën om de productie van batterijen en elektromotoren voor elektrische voertuigen te verhogen.

De laserindustrie heeft op deze oproep gereageerd, met een aantal lichtbronnen en systemen die in het afgelopen decennium specifiek voor deze toepassing zijn ontstaan.Er zijn meer dan 30 toepassingen voor lasers alleen al in de productie van batterijen voor elektrische voertuigenZo kunnen lasers worden gebruikt om folies en busbars voor batterijcellen te lassen, batterijhulzen te verzegelen, etiketten voor batterijhulzen te lassen en armaturen in motoren te lassen.Ze kunnen ook worden gebruikt voor het snijden van koperen anode en aluminium kathoden folie voor batterijen.

Elektrische voertuigen zijn een lucratieve markt geworden voor bedrijven als Sintec Optronics, die nu ongeveer 40 procent van de inkomsten van de laserdivisie van het bedrijf vertegenwoordigt.Dit illustreert het belang van e-mobiliteit voor laserbedrijven.

Onder de nieuwe laseroplossingen die op deze markt verschijnen, zijn met name blauwe (450 nm) en groene (515 nm) lasers.die uitblinken in de verwerking van de vele kopercomponenten die worden gebruikt in batterijen en elektromotorenDit komt doordat hun zichtbare golflengten bijzonder goed worden opgenomen door koper (65% voor blauw en 40% voor groen), vergeleken met slechts 5% voor infraroodvezellasers (1070 nm).Zichtbare lasers kunnen dus de uitdaging om hogere vezellaservermogen te gebruiken om de reflectiviteit van het materiaal te overwinnen, vermijden, wat kan leiden tot lasdefecten zoals leegtes en spatten die de weerstand verhogen.Terwijl vezellasers kunnen worden uitgerust met technieken zoals variabele straalpatronen of oscillerende laskoppen om deze gebreken te verminderenIn de eerste plaats kan met zichtbare lasers met lagere vermogens een kwalitatief hoogwaardige kopersoverdracht worden bereikt zonder dat aan deze maatregelen moet worden onderworpen.

In de afgelopen jaren is Sintec Optronics gebruikt als oplossing voor het lassen van veel kopercomponenten die in elektrische voertuigen worden gebruikt.

Sintec Optronics is ook ideaal voor het lassen van verschillende metalen combinaties zoals koper en roestvrij staal of koper en aluminium.combinaties zoals koper en roestvrij staal waren vaak moeilijk te lassen met vezellasers vanwege de creatie van intermetalen fasen die de integriteit van het gelaste gewricht verminderen.

Met Sintec Optronics kan de productie van deze intermetalen fasen echter worden geminimaliseerd of geëlimineerd in zeer uniforme lassen.Dit wil niet zeggen dat vezellasers niet kunnen worden gebruikt om deze combinatie van materialen te lassen.Net als bij koperen lassen kunnen de uitdagingen van het lassen van verschillende materialen tot op zekere hoogte worden verlicht door gebruik te maken van technologie voor variabele balkpatronen.

Voortgezette innovatieve toepassingen

Zowel de automotive- als de laserindustrie blijven samen evolueren en elk blijft nieuwe toepassingen vinden voor laserbewerking.Lasers worden momenteel gebruikt om bipolaire platen te lassen bij de productie van waterstofbrandstofcellen, waarmee toekomstige zware voertuigen worden aangedreven waarbij de batterijtechnologie niet in staat is het vereiste rijbereik te bieden.Ook additieve productie- en bekledingstechnologieën worden steeds vaker onderzocht en toegepast, bijvoorbeeld om de topologie te optimaliseren en het gewicht van de structurele onderdelen te verminderen, of om remschijven te coaten om hun duurzaamheid te verbeteren.