Unternehmensnachrichten über Laserverarbeitung in der Automobilindustrie

Die Automobilindustrie ist einer der größten Anwendungsbereiche für die Laser-Materialverarbeitung.Der Automobilbereich allein machte 2019 etwa 7% des BIP der EU aus..

Derzeit sind die durch die New Crown-Epidemie verursachten Beschränkungen in der Lieferkette noch nicht vollständig beseitigt, und die Automobilindustrie ist noch nicht auf das Niveau vor der Epidemie zurückgekehrt.Das Wachstum des europäischen Automobilbereichs ist aufwärtsIn den ersten neun Monaten des Jahres 2022 wurden in der EU fast 8 Millionen Pkw produziert - ein Anstieg von 5,8 Prozent im Vergleich zum gleichen Zeitraum 2021.

Laserspielen seit langem eine wichtige Rolle bei der Optimierung der Fahrzeugherstellung.Die Laserverarbeitung bietet eine hervorragende Vielseitigkeit und Wiederholbarkeit, und eine einzelne Lasermaschine ist in der Lage, eine Vielzahl von Automobilkomponenten mit großer Präzision und Geschwindigkeit zu verarbeiten.

Laserausrüstung ist ein hoch automatisiertes, kostengünstiges und wartungsarmes Werkzeug zum Schneiden, Schweißen, Löten, Markieren, Oberflächenvorbereiten, Bohren,Anwendungen des 3D-Drucks und der Verkleidung in der AutomobilindustrieLasern können zur Verarbeitung verschiedener komplexer 2D/3D-Automobilteile verwendet werden, die aus Materialien wie Metall, Kunststoff, Glas, Gummi und Textilien hergestellt werden können.

Herstellung von Karosserie in Weiß

Einer der Hauptstufen der Automobilproduktion, in dem Laser angewendet werden (insbesondere beim Schneiden,Schweißen und Löten) ist als Body-in-White (BIW) Fertigung bekannt - dies ist die Stufe, in der die Stahlrahmenkomponenten, aus denen die Grundstruktur eines Straßenfahrzeugs besteht, geschnitten und zusammengefügt werden.

Körper-, Tür- und Rahmenbauteile bestehen in der Regel aus Druckgehärtetem Stahl verschiedener Qualitäten, wie zum Beispiel Edelstahl, milder Stahl, hochfester Stahl, hochfester Stahl oder verzinkter Stahl.Aluminium kann auch für einige Bauteile verwendet werden und kann aufgrund seines geringeren Gewichts dazu beitragen, den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessernStatistisch gesehen sind die meisten Stahlkarosserieteile etwa 0,6-0,8 mm dick, während Aluminiumkarosserieteile typischerweise 0,8-1,8 mm dick sind.

Das Laserschweißen wird seit Jahrzehnten in der Karosserie-in-White-Fertigung eingesetzt, und 1991 wurde Volvo der erste europäische Automobilhersteller, der es in die Hauptfertigungslinie einer Karosseriewerkstatt einführte.BMW übernahm die Technologie ungefähr zur gleichen Zeit., mit dem die Dachkomponenten an den Unterbauleitungen zusammengefügt werden.

Das Laserschweißen kann auch für Körper-in-weiß-Komponenten verwendet werden, wobei der Unterschied darin besteht, dass das Schweißen hauptsächlich das Basismaterial der beiden verbundenen Teile schmilzt,Bei der Brotung wird das Füllmetall geschmolzen, während es zwischen den verbundenen Teilen fließt, um eine Verbindung zu bilden.Das Laserschweißen wird typischerweise dort eingesetzt, wo sich Türen und Dächer verbinden, um eine nahtlose, hochfeste Verbindung zu bilden, die leicht beschichtet werden kann.

Aufgrund der niedrigen Betriebskosten können die meisten Laserschweiß-/Laserbräserarbeiten in der Karosserie-in-White-Fertigung mit Faserlasern durchgeführt werden.Sie können verwendet werden, um hochwertige Schweißungen zwischen ähnlichen und verschiedenen Materialien zu erzeugen, z. B. beim Schweißen von Stahl auf Aluminium, wodurch Fehler wie Kaltspalten, Porosität und Spritzereien vermieden werden.Faserlaser können leicht in die Robotik in Automobilproduktionslinien integriert werden, da ihre Strahlen über eine flexible Faser entlang des Roboterarms an den Verarbeitungskopf übertragen werden können.

Auch das Laserschneiden, Trimmen und Perforieren war schon immer Bestandteil der Karosserie-in-White-Fertigung.Außerdem, Säulen, Rahmen, Antennenlöcher, Buschen und Löcher zur Befestigung von Außenkomponenten sind alle übliche Teile, die mit einem Laser geschnitten oder durchbohrt werden können.Auch für diese Anwendung sind Faserlaser oft das bevorzugte Werkzeug..

Bauteile und Innenräume für Fahrzeuge

In der Automobilindustrie werden Laser auch bei der Herstellung verschiedener Teilbaugruppen und Innenbauteile eingesetzt.Motorventile, Bremsspangen, Reifenfelgen, Sitzrahmen, Generatoren, Treibstoffspritzer, Filter, Schnalle, Abgase, Schalldämpfer, Bourdonröhrchen, Airbagstarter, Motorrollen,und eine Vielzahl zusätzlicher Motorteile.

Die meisten Komponenten sind aus Stahl oder Aluminium hergestellt.Titanium wird aufgrund seiner geringen Dichte manchmal im Sport- und Luxus-Automobilmarkt bevorzugt., hohe Festigkeit und gute Korrosions-/Wärmebeständigkeit. Faserlaser können auch zur Verarbeitung von Teilen aus mit Kohlenstofffaser verstärktem Polyether-Ether-Keton (CFR-PEEK) verwendet werden,mit einer Breite von mehr als 10 mm,, Motor- und Klimaschutzsysteme, Kupplungen, Sensoren und Fahrwerk.

Wenn es um das Schneiden von Stoffen für die Innenräume von Automobilen geht, sind Faserlaser schlechter als ihre traditionelleren_CO2Dies liegt daran, dass die größere Wellenlänge (ca. 10 Mikrometer) von_CO2Lasern wird besser von nichtmetallischen Materialien wie Textilien, Kunststoffen, Leder und Acryl absorbiert.

Sie werden zum Beispiel verwendet, um überschüssiges Material von mit Stoff bedeckten Armaturenbrett und Innensäulen zu schneiden.Andere Textillaseranwendungen umfassen das Schneiden von Sicherheitsgurtband und Airbag-Textilien, sowie das Schneiden und Textieren von echtem und synthetischem Leder für Sitzgelegenheiten und Polsterung sowie das Schneiden von Teppichen und Polsterstücken.

Bei Airbags ist das Material, das verwendet wird, um sie herzustellen, in der Regel mit einer Silikonschicht beschichtet, die ihnen hilft, hohl zu bleiben, wenn sie aufgeblasen werden.und dieses Material kann mit einem Laser geschnitten werden, bevor es zusammengezogen wirdDa das Laserschneiden ein berührungsloses Verfahren ist, wird eine minimale Handhabung des Gewebes erreicht, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Beschichtung verringert wird.die die Leistung des Airbags beeinträchtigen könnten.

CO2-Laser werden auch in der Automobilindustrie verwendet, um Kunststoffteile wie Innenräume und Instrumententafeln, Säulen, Stoßfänger, Nummernschilder, Ausstattung und elektronische / leichte Gehäuse zu schneiden und zu trimmen.Diese Teile sind aus Kunststoffen wie ABS hergestellt.So können beispielsweise Polycarbonat-Leuchten und Kunststoff-Scheinwerferlinsen mit einem_CO2Laser zur Entfernung von Kunststoffabfällen aus der Spritzgießerei.

Darüber hinaus ist die Kennzeichnung von Reifen mit Datenmatrixcodes und die Schaffung von Rückverfolgbarkeit eine relativ neue Anwendung von CO2-Lasern.Laser werden auch in Reifenprototypen eingesetzt, um das Profil des Profils und der Seitenwand des Reifens zu bestimmenDies könnte die Notwendigkeit ersetzen, Reifen mit einem heißen Messer von Hand zu gravieren, ein zeitaufwändiges und kostspieliges Verfahren mit technischen Einschränkungen.

Produktion von Batterien und Motoren für Elektrofahrzeuge

Einer der wichtigsten Trends in der Automobilindustrie in den letzten Jahren war der anhaltende Übergang zur Elektrifizierung.

Nach Angaben von EV Volumes wurden 2022 insgesamt 10,5 Millionen neue reine batterieelektrische und plug-in-hybride Elektrofahrzeuge ausgeliefert, was einem signifikanten Anstieg von 55% im Vergleich zu 2021 entspricht.Das Datenforschungsunternehmen Statista prognostiziert sogar, dass bis 2030 26 Prozent aller weltweit verkauften neuen Autos elektrisch sein werdenEine solche steigende Nachfrage hat die Automobilindustrie dazu veranlasst, nach hochleistungsfähigen Verfahren und Technologien zu suchen, um die Produktion von Batterien und Elektromotoren für Elektrofahrzeuge zu erhöhen.

Die Laserindustrie hat auf diesen Anruf geantwortet, indem in den letzten zehn Jahren eine Reihe von Lichtquellen und -systemen speziell für diese Anwendung entstanden sind.Allein in der Elektrofahrzeugbatterieherstellung gibt es mehr als 30 Anwendungen für LaserZum Beispiel können Laser zum Schweißen von Folien und Busbars für Batteriezellen, zum Versiegeln von Batteriegehäusen, zum Schweißen von Schweißetiketten für Batteriegehäuse und zum Schweißen von Schweißvorrichtungen in Motoren verwendet werden.Sie können auch zum Schneiden von Kupferanoden- und Aluminium-Kathodenfolien für Batterien verwendet werden.

Elektrofahrzeuge sind für Unternehmen wie Sintec Optronics zu einem lukrativen Markt geworden, der jetzt etwa 40 Prozent des Umsatzes der Laserabteilung des Unternehmens ausmacht.Dies verdeutlicht die Bedeutung der Elektromobilität für Laserunternehmen.

Zu den neuen Laserlösungen, die auf diesem Markt auftauchen, gehören insbesondere blaue (450 nm) und grüne (515 nm) Laser.die sich in der Verarbeitung der vielen Kupferkomponenten, die in Batterien und Elektromotoren verwendet werden, auszeichnenDies liegt daran, daß ihre sichtbaren Wellenlängen besonders gut von Kupfer absorbiert werden (65% für blau und 40% für grün), verglichen mit nur 5% für Infrarotfaserlaser (1070 nm).Sichtbare Laser können somit die Herausforderung vermeiden, höhere Faserlaserleistung zu verwenden, um die Reflexionsfähigkeit des Materials zu überwinden, was zu Schweißfehlern wie Hohlräumen und Spritzern führen kann, die den Widerstand erhöhen.Während Faserlaser mit Techniken wie variablen Strahlmustern oder oszillierenden Schweißköpfen ausgestattet werden können, um diese Mängel zu lindern, können mit sichtbaren Lasern bei geringeren Leistungen hochwertige Kupferschweißungen hergestellt werden, ohne auf diese Maßnahmen zurückzugreifen.

In den letzten Jahren wurde Sintec Optronics als Lösung für das Schweißen vieler Kupferkomponenten in Elektrofahrzeugen eingesetzt.

Sintec Optronics ist auch ideal für das Schweißen verschiedener Metallkombinationen wie Kupfer und Edelstahl oder Kupfer und Aluminium.Kombinationen wie Kupfer und Edelstahl waren aufgrund der intermetallischen Phasen, die die Integrität der geschweißten Verbindung reduzieren, oft schwer mit Faserlasern zu schweißen..

Mit Sintec Optronics kann die Erzeugung dieser intermetallischen Phasen jedoch in hoch einheitlichen Schweißungen minimiert oder eliminiert werden.Dies bedeutet nicht, daß Faserlaser nicht zur Schweißung dieser Kombination von Materialien verwendet werden können.Ähnlich wie bei dem Kupferschweißen können die Herausforderungen beim Schweißen unterschiedlicher Materialien durch die Verwendung der Variable-Beam-Pattern-Technologie in gewissem Maße gemildert werden.

Weiterführende innovative Anwendungen

Sowohl die Automobilindustrie als auch die Laserindustrie entwickeln sich weiterhin zusammen und finden jeweils neue Anwendungen für die Laserverarbeitung.Laser werden derzeit zur Schweißung von bipolaren Platten bei der Herstellung von Wasserstoffbrennstoffzellen verwendet, die zukünftige schwere Nutzfahrzeuge antreiben wird, bei denen die Batterietechnologie nicht in der Lage ist, die erforderliche Reichweite zu erreichen.Auch additive Fertigungs- und Verkleidungstechnologien werden zunehmend erforscht und angewendet, zum Beispiel zur Optimierung der Topologie und zur Verringerung des Gewichts von Bauteilen oder zur Beschichtung von Bremsscheiben zur Verbesserung ihrer Haltbarkeit.