notizie sull'azienda La lavorazione del laser nella produzione automobilistica

L'industria automobilistica è uno dei più grandi settori di applicazione per la lavorazione dei materiali laser.Il settore automobilistico da solo ha rappresentato circa il 7% del PIL dell'UE nel 2019.

Al momento, i vincoli della catena di approvvigionamento causati dall'epidemia della Nuova Corona non sono ancora stati completamente eliminati e la produzione automobilistica non è ancora tornata ai livelli pre-epidemici.La crescita del settore automobilistico europeo ha una tendenza al rialzoNei primi nove mesi del 2022 sono state prodotte nell'UE quasi 8 milioni di autovetture, con un aumento del 5,8% rispetto allo stesso periodo del 2021.

I laser hanno da tempo svolto un ruolo importante nell'ottimizzazione della produzione dei veicoli, per la maggior parte dei veicoli, quasi ogni area, sia interna che esterna, avrà componenti trattati con laser.La lavorazione al laser offre un'eccellente versatilità e ripetibilità, e una singola macchina laser è in grado di elaborare una vasta gamma di componenti automobilistici con grande precisione e velocità.

L'apparecchiatura laser è uno strumento altamente automatizzato, a basso costo e a bassa manutenzione per il taglio, la saldatura, la brasatura, la marcatura, la preparazione delle superfici, la perforazione,Applicazioni di stampa 3D e rivestimento su linee di produzione automobilisticaI laser possono essere utilizzati per elaborare una varietà di complesse parti automobilistiche 2D/3D che possono essere realizzate con materiali come metallo, plastica, vetro, gomma e tessuti.

Fabbricazione di corpi in bianco

Una delle principali fasi della produzione automobilistica in cui vengono applicati i laser (in particolare nel taglio,saldatura e brasatura) è conosciuta come produzione di carrozzeria in bianco (BIW) - questa è la fase in cui i componenti della struttura in acciaio che costituiscono la struttura di base di un veicolo stradale vengono tagliati e uniti tra loro.

I componenti del corpo, delle porte e del telaio sono generalmente realizzati con diversi gradi di acciaio indurito a pressione, come acciaio inossidabile, acciaio tenero, acciaio ad alta resistenza, acciaio ad alta resistenza o acciaio galvanizzato.L'alluminio può anche essere utilizzato per alcuni componenti e può contribuire a migliorare l'economia di carburante dei veicoli a causa del suo peso più leggeroStatisticamente, la maggior parte dei pannelli di carrozzeria in acciaio hanno uno spessore di circa 0,6-0,8 mm, mentre i pannelli di carrozzeria in alluminio hanno in genere uno spessore di 0,8-1,8 mm.

La saldatura laser è stata utilizzata nella produzione di carrozzerie in bianco per decenni e nel 1991 Volvo è diventata la prima casa automobilistica europea a introdurla nella linea di produzione principale di un laboratorio di carrozzeria.BMW ha adottato la tecnologia più o meno nello stesso periodo, utilizzandolo per unire i componenti del tetto sulle sue linee di assemblaggio.

La saldatura a laser può essere utilizzata anche per componenti di carrozzeria in bianco, la differenza è che la saldatura fonde principalmente il materiale di base delle due parti collegate,mentre la brasatura comporta la fusione del metallo di riempimento mentre scorre tra le parti collegate per formare un legameLa brasatura al laser è tipicamente utilizzata dove porte e tetti si uniscono per formare un legame senza soluzione di continuità e di alta resistenza che può essere facilmente rivestito.

A causa dei bassi costi operativi, la maggior parte dei compiti di saldatura / brasatura laser nella produzione di carrozzeria in bianco può essere eseguita con laser a fibra.Possono essere utilizzati per creare saldature di alta qualità tra materiali simili e diversi, ad esempio quando si salda acciaio in alluminio, evitando difetti quali crepe a freddo, porosità e schizzi.I laser a fibra possono essere facilmente integrati nella robotica nelle linee di produzione automobilistica, poiché i loro fasci possono essere trasmessi alla testa di elaborazione lungo il braccio robotico tramite una fibra flessibile.

Anche il taglio laser, il taglio e la perforazione sono sempre stati parte della produzione di carrozzeria in bianco.Inoltre, colonne, cornici, fori per antenne, buste e fori per fissare i componenti esterni sono tutti parti comuni che possono essere tagliate o perforate con un laser.I laser a fibra sono spesso lo strumento di scelta anche per questa applicazione..

Componenti e interni per autoveicoli

Nella produzione automobilistica, i laser sono utilizzati anche nella produzione di vari sottoinsiemi e componenti interni.Valvole per motori, pinze dei freni, cerchioni dei pneumatici, montature dei sedili, alternatori, iniettori di carburante, filtri, attacchi, scarichi, silenziatori, tubi di bourdon, avvio degli airbag, avvolgimenti delle bobine del motore,e una varietà di parti supplementari del motore.

Anche in questo caso, sono solitamente saldate con un laser a fibra, mentre la maggior parte di questi componenti sono fatti di acciaio o alluminio.Il titanio è talvolta preferito nel mercato delle automobili sportive e di lusso a causa della sua bassa densità., alta resistenza e buona resistenza alla corrosione/calore. I laser a fibra possono essere utilizzati anche per la lavorazione di parti realizzate con polietero-etere-etere-chetone rinforzato con fibra di carbonio (CFR-PEEK),con una tensione di 20 V o più, sistemi di gestione del motore e del clima, frizioni, sensori e attrezzature.

Quando si tratta di tagliare tessuti per interni automobilistici, i laser a fibra sono inferiori ai loro metodi più tradizionali_{Diossido di carbonio}Questo perché la lunghezza d'onda più grande (circa 10 micron) di_{Diossido di carbonio}La maggior parte dei laser è più facilmente assorbita da materiali non metallici come tessuti, materie plastiche, cuoio e acrilici.

Ad esempio, vengono utilizzati per tagliare il materiale in eccesso dai cruscotti e dai pilastri interni ricoperti di tessuto.Altre applicazioni laser a base tessile includono il taglio di cinture di sicurezza e tessuti per airbag, nonché il taglio e la texturazione di pelli reali e sintetiche per sedute e rivestimenti, e il taglio di tappeti e cuscinetti.

Nel caso degli airbag, il materiale utilizzato per realizzarli è generalmente rivestito con uno strato di silicone che lo aiuta a rimanere vuoto quando gonfiato,e questo materiale può essere tagliato con un laser prima di essere cucito insiemePoiché il taglio laser è un processo senza contatto, si ottiene una manipolazione minima del tessuto, riducendo la probabilità di danneggiamento del rivestimento.che potrebbero incidere negativamente sulle prestazioni dell'airbag.

I laser a CO2 sono utilizzati anche nella produzione automobilistica per tagliare e tagliare parti di plastica come interni e pannelli degli strumenti, pilastri, paraurti, targhe, rivestimenti elettronici / luminosi.Queste parti sono fatte di plastica come l'ABS., acrilico, HDPE, policarbonato e polipropilene._{Diossido di carbonio}laser per rimuovere i residui di plastica dal stampaggio a iniezione.

Inoltre, la marcatura dei pneumatici con codici di matrice di dati e la creazione di una tracciabilità sono applicazioni relativamente nuove per i laser a CO2.I laser stanno anche iniziando ad essere utilizzati nei prototipi di pneumatici per profilare il battistrada e la parete laterale del pneumaticoQuesto potrebbe sostituire la necessità di incidere a mano i pneumatici con un coltello caldo, un processo che richiede tempo e costi con limitazioni tecniche.

Produzione di batterie e motori per veicoli elettrici

Una delle tendenze più importanti nella produzione automobilistica negli ultimi anni è stata la transizione in corso verso l'elettrificazione.

Secondo EV Volumes, nel 2022 sono stati consegnati un totale di 10,5 milioni di nuovi veicoli elettrici a batteria pura e ibridi plug-in, con un significativo aumento del 55% rispetto al 2021.La società di ricerca Statista prevede perfino che entro il 2030 il 26 per cento di tutte le nuove auto vendute in tutto il mondo saranno elettricheUn tale aumento della domanda ha spinto l'industria automobilistica a cercare processi e tecnologie ad elevata produttività per aumentare la produzione di batterie e motori elettrici per veicoli elettrici.

L'industria del laser ha risposto a questa richiesta, con un certo numero di sorgenti e sistemi di luce che sono emersi nel corso dell'ultimo decennio specificamente per questa applicazione.Solo nella produzione di batterie per veicoli elettrici ci sono più di 30 applicazioni per i laserAd esempio, i laser possono essere utilizzati per saldare fogli e barre di carico per celle di batterie, sigillare i involucri delle batterie, saldare le etichette per i involucri delle batterie e saldare i dispositivi di saldatura nei motori.Possono anche essere utilizzati per tagliare anodi di rame e catodi di alluminio per batterie.

I veicoli elettrici sono diventati un mercato redditizio per aziende come Sintec Optronics, che ora rappresentano circa il 40 per cento delle entrate della divisione laser dell'azienda.Ciò illustra l'importanza della mobilità elettrica per le aziende laser.

Tra le nuove soluzioni laser emergenti in questo mercato figurano in particolare i laser blu (450 nm) e verdi (515 nm),che eccellono nella lavorazione dei numerosi componenti in rame utilizzati nelle batterie e nei motori elettriciCiò è dovuto al fatto che le loro lunghezze d'onda visibili sono particolarmente ben assorbite dal rame (65% per il blu e 40% per il verde), rispetto a solo il 5% per i laser a fibra infrarossa (1070 nm).I laser visibili sono quindi in grado di evitare la sfida di utilizzare potenze laser a fibra più elevate per superare la riflettività del materiale, che può portare a difetti di saldatura quali vuoti e schizzi che aumentano la resistività.Mentre i laser a fibra possono essere equipaggiati con tecniche come modelli di fascio variabile o teste di saldatura oscillanti per contribuire ad attenuare questi difetti, i laser visibili possono ottenere saldature di rame di alta qualità a potenze inferiori senza ricorrere a queste misure.

Negli ultimi anni, Sintec Optronics è stata utilizzata come soluzione per la saldatura di molti componenti in rame utilizzati nei veicoli elettrici.

Sintec Optronics è anche ideale per la saldatura di diverse combinazioni di metalli come rame e acciaio inossidabile o rame e alluminio.combinazioni come rame e acciaio inossidabile erano spesso difficili da saldare con laser a fibra a causa della creazione di fasi intermetalliche che riducono l'integrità della giunzione saldata.

Tuttavia, con Sintec Optronics, la generazione di queste fasi intermetalliche può essere ridotta al minimo o eliminata in saldature altamente uniformi.Questo non significa che i laser a fibra non possano essere utilizzati per saldare questa combinazione di materialiCome per la saldatura del rame, le sfide di saldatura di materiali diversi possono essere attenuate in una certa misura utilizzando la tecnologia del modello di fascia variabile.

Continuate applicazioni innovative

L'industria automobilistica e quella del laser continuano ad evolversi insieme e ognuna continua a trovare nuove applicazioni per l'elaborazione del laser.i laser sono attualmente utilizzati per saldare piastre bipolari nella produzione di celle a combustibile a idrogeno, che alimenterà i futuri veicoli pesanti in cui la tecnologia delle batterie non sarà in grado di fornire l'autonomia richiesta.Le tecnologie di fabbricazione additiva e di rivestimento sono inoltre sempre più esplorate e applicate, ad esempio per ottimizzare la topologia e ridurre il peso dei componenti strutturali, o per rivestire i dischi dei freni per migliorare la loro durata.