会社のニュース 自動車製造におけるレーザー加工

レーザー材料加工の最大の応用分野は 自動車産業です マッキンゼー・センター・フォー・ザ・フューチャー・オブ・モビリティによると自動車産業だけで,EUGDPの7%を2019年に占めた.

現時点では,ニュー・クラウン・エピデミックによるサプライチェーンの制約はまだ完全に解除されず,自動車製造業はまだ流行前の水準に戻っていません.欧州の自動車産業の成長は上昇傾向にある2022年の最初の9ヶ月間,EUでは約800万台の乗用車が生産されました. これは2021年の同期と比較して5.8%増加しました.

レーザー は 長い間 自動車 製造 の 最適化 に 重要 な 役割 を 果たし て き まし た.ほとんどの 車両 の 中 や 外 に は,ほぼ あらゆる 部位 に レーザー 処理 された 部品 が 含ま れ ます.レーザー加工は,優れた汎用性と繰り返し性を提供しますレーザーマシンが 幅広い自動車部品を 高精度で高速に処理できます

レーザー装置は 切断,溶接,溶接,マーク,表面準備,掘削,自動車生産ラインにおける3D印刷およびコーティングアプリケーションレーザーは,金属,プラスチック,ガラス,ゴム,繊維などの材料から作られる様々な複雑な2D/3D自動車部品を処理するために使用できます.

白いボディの製造

レーザーが使用される自動車生産の主要な段階の一つ (特に切断,溶接と溶接) は,ボディインホワイト (BIW) 製造として知られています.これは道路車両の基本構造を構成する鉄筋部品が切断され,結合される段階です..

ボディ,ドア,フレームの部品は,通常,不?? 鋼,軽鋼,高強度鋼,高低強度鋼,電熱鋼などの異なるグレードの圧力硬化鋼から作られています.アルミニウムは一部の部品にも使用され,軽量化により車両の燃料効率を向上させることができます.統計的には,ほとんどの鋼製ボディパネルは約0.6~0.8mmの厚さで,アルミ製ボディパネルは通常0.8-1.8mmの厚さです.

レーザー溶接は数十年に渡り 白色カーソリーの製造に使用されており,ボルボは1991年に カーソリーの主要生産ラインに導入した最初のヨーロッパ自動車メーカーとなりました.BMWは同時期にこの技術を採用しました屋根の部品を 組み立てラインに繋ぐために使います

レーザー溶接は,ボディ・イン・ホワイトの部品にも使用できます. 違いは,溶接が主に2つの接続された部品のベース材料を溶かすこと,溶接は,結合した部分の間に流れ,結合を形成するときに,フィラーメタルの溶融を伴う.レーザー溶接は,通常,ドアと屋根が結合し,簡単にコーティングできるシームレスで高強度な結合を形成するために使用されます.

低運用コストにより,ボディインホワイト製造におけるレーザー溶接/溶接作業の大半はファイバーレーザーで実行できます.類似した材料と異なる材料の間の高品質の溶接を作るのに使用できます例えば,アルミに鋼を溶接する際に,冷裂,孔隙,噴出などの欠陥を回避する.繊維レーザーは自動車生産ラインのロボットに簡単に統合できます柔軟な繊維を介して機械腕に沿って処理ヘッドに送信できるからです

レーザー切削,トリミング,穿孔も常に白色カーソリーの製造の一部であった. 1983年にオースティン・ローバー・グループが,生産前カーソリーのパネルをトリミングするための5軸システムを設置した.さらに外部部品を固定するための穴は,すべてレーザーで切ったり刺したりできる一般的な部品です.ファイバーレーザーは,しばしばこのアプリケーションのために選択されたツールです.

自動車用部品とインテリア

自動車製造では,レーザーは様々なサブアセンブリやインテリアコンポーネントの製造にも使用されています.例えば,レーザー溶接は,ギア,エンジンバルブブレーキキャリパー,タイヤフレーム,シートフレーム,オルタネーター,燃料注入器,フィルター,ヒッチ,排気管,マフラー,ボードンチューブ,エアバッグスタート,モーターコイル巻き,そして様々な追加エンジンの部品.

通常はファイバーレーザーで 溶接されますが ほとんどの部品は 鉄鋼やアルミで作られていますタイタンは,低密度で,スポーツや高級自動車市場で好まれる場合もあります.繊維レーザーは,炭素繊維で強化されたポリエーテルエーテルケトン (CFR-PEEK) から作られた部品の加工にも使用できます.フレームシステムの製造に一般的に使用されるエンジンと気候管理システム,クラッチ,センサー,走行装置

繊維レーザーは,より伝統的な繊維レーザーよりも劣る_CO2レーザーは,より大きな波長 (約10ミクロン) の_CO2繊維,プラスチック,革,アクリルなどの非金属材料により吸収される.

例えば 布で覆われたダッシュボードや内側の柱から余分な材料を切り取るために使われます繊維ベースの他のレーザー用途には,シートベルト帯とエアバッグの布の切断が含まれます.シートやタオル用の真皮と合成革の切削と質感化,そしてカーペットとパッドの切削.

エアバッグの場合は 通常 シリコンの層で覆われています縫う前にレーザーで切ることができますレーザー切断は接触のないプロセスなので,繊維の操作は最小限に抑えられ,コーティングに損傷する可能性は減少します.エアバッグの性能に悪影響を及ぼす可能性があります..

CO2レーザーは,インテリアや計器パネル,柱,バンパー,ナンバープレート,トリム,電子/ライトハウジングなどのプラスチック部品を切断し,トリミングするために,自動車製造にも使用されています.この部品はABSなどのプラスチックで作られています例えば,ポリカーボネート製の照明装置やプラスチック製のヘッドライトのレンズは,_CO2レーザーで注射鋳造からプラスチック廃棄物を除去します

さらに,データマトリックスコードでタイヤをマークし,追跡性を構築することは,CO2レーザーにとって比較的新しい応用です.レーザー は,タイヤ の プロトタイプ に も 用い られ て,タイヤ の 走行 面 と 横壁 を 形状 する よう に なっ て い ます熱いナイフでタイヤを手書きする必要がなくなり 時間がかかり 高額で技術的な限界がある

電気自動車のバッテリーとモーターの生産

近年の自動車製造における最も重要な傾向の一つは,電気化への移行です.

EV Volumesによると,2022年に合計1050万台の新型純電池電動車とプラグインハイブリッド電動車が出荷され,2021年と比較して55%増加した.データ 研究 会社 の スタティスタ は,世界 で 売れる 新しい 車 の 26 パーセント が 2030 年 に 電気 車 と なる こと を 予測 し て い ます需要の急増により,自動車産業は電動自動車用の電池と電動モーターの生産を増やすため,高出力プロセスと技術を探しています.

ラザー産業はこの呼びかけに応えてきました この10年間でこの用途に特化した 光源やシステムが数多く登場しましたレーザーは電気自動車のバッテリー製造だけで30以上の用途があります例えば,レーザーは,電池電池のホイールとバスバー,電池蓋の密封,電池蓋の溶接ラベル,モーターの溶接装置を溶接するために使用できます.また,電池用の銅アノードとアルミカソードフィルムをカットするために使用できます..

電気自動車は Sintec Optronics のような会社にとって 収益性の高い市場になりました 現在では レーザー部門の収入の 約40%を占めていますこれはレーザー企業にとって電動交通の重要性を示しています.

この市場に出現する新しいレーザーソリューションには,特に青色 (450nm) と緑色 (515nm) のレーザーがあります.電池や電動モーターに使用される多くの銅部品の加工に優れているこれは,その可視波長が銅によって特によく吸収されるため (青色では65%,緑色では40%),赤外線ファイバーレーザーではわずか5% (1070nm) と比較されます.目に見えるレーザーは,素材の反射性を克服するために,より高いファイバーレーザーパワーを使用する課題を回避することができます耐性を高める空白や噴霧などの溶接欠陥を引き起こす可能性があります.ファイバーレーザーは,これらの欠陥を軽減するために,変形ビームパターンや振動式溶接頭などの技術で装備することができます.視覚レーザーは,これらの手段に頼らずに,より低い電源で高品質の銅溶接を達成することができます.

近年,Sintec Optronics は,電気自動車で使用される多くの銅部品の溶接のためのソリューションとして使用されています.

Sintec Optronics は,銅と不oxidable 鋼,銅とアルミニウムなどの様々な金属の組み合わせを溶接するのに最適です.溶接合体の整合性を低減する金属間相が作られるため,銅と不oxidable steelのような組み合わせは,ファイバーレーザーで溶接するのがしばしば困難でした..

しかし,Sintec Optronicsでは,これらの金属間相の生成は非常に均一な溶接で最小化または排除することができます.ファイバーレーザーは,材料のこの組み合わせを溶接するために使用できないとは言いません銅の溶接と同様に,異なる材料を溶接する際の課題は,変形ビームパターンの技術を使用して一定程度軽減できます.

継続的な革新的な応用

自動車産業とレーザー産業はともに進化し続けており,それぞれがレーザー加工の新しい応用を探し続けています.レーザーは現在,水素燃料電池の生産で二極板を溶接するために使用されていますバッテリー技術が 必要な走行距離を 提供できない将来の重型車両に 電力を供給します添加物製造とコーティング技術もますます調査され,応用されています例えば,トポロジーを最適化し,構造部品の重量を減らし,またはブレーキディスクをコーティングして耐久性を向上させる.