L'industrie automobile est l'un des plus grands domaines d'application du traitement laser des matériaux.Le secteur de l'automobile à lui seul représentait environ 7% du PIB de l'UE en 2019..
À l'heure actuelle, les contraintes de la chaîne d'approvisionnement causées par l'épidémie de la nouvelle couronne n'ont pas encore été complètement levées et la fabrication automobile n'est pas encore revenue aux niveaux d'avant l'épidémie.La croissance du secteur automobile européen est à la hausseAu cours des neuf premiers mois de 2022, près de 8 millions de voitures particulières ont été produites dans l'UE, soit une augmentation de 5,8% par rapport à la même période de 2021.
Les lasers jouent depuis longtemps un rôle important dans l'optimisation de la fabrication des véhicules.Le traitement au laser offre une excellente polyvalence et répétabilité, et une seule machine laser est capable de traiter un large éventail de composants automobiles avec une grande précision et rapidité.
L'équipement laser est un outil hautement automatisé, peu coûteux et à faible entretien pour la découpe, le soudage, le brasage, le marquage, la préparation de surface, le forage,Applications d'impression 3D et de revêtement sur les lignes de production automobileLes lasers peuvent être utilisés pour traiter une variété de pièces automobiles 2D/3D complexes qui peuvent être fabriquées à partir de matériaux tels que le métal, le plastique, le verre, le caoutchouc et les textiles.
Fabrication de carrosserie en blanc
L'un des principaux stades de la production automobile où les lasers sont appliqués (notamment dans la découpe, la fabrication et la fabrication de véhicules)La fabrication de la carrosserie en blanc (BIW) est l'étape où les composants du cadre en acier qui composent la structure de base d'un véhicule routier sont coupés et assemblés..
Les composants de carrosserie, de porte et de cadre sont généralement fabriqués à partir de différents types d'acier durci sous pression, tels que l'acier inoxydable, l'acier doux, l'acier à haute résistance, l'acier à haute résistance ou l'acier galvanisé.L'aluminium peut également être utilisé pour certains composants et peut aider à améliorer l'économie de carburant du véhicule en raison de son poids plus légerStatistiquement, la plupart des panneaux de carrosserie en acier ont une épaisseur d'environ 0,6-0,8 mm, tandis que les panneaux de carrosserie en aluminium ont généralement une épaisseur de 0,8-1,8 mm.
Le soudage laser est utilisé dans la fabrication de carrosserie en blanc depuis des décennies, et en 1991, Volvo est devenu le premier constructeur automobile européen à l'introduire dans la ligne de production principale d'un atelier de carrosserie.BMW a adopté la technologie à peu près au même moment, en l'utilisant pour relier les composants du toit sur ses lignes de sous-assemblage.
Le brasage au laser peut également être utilisé pour les composants de carrosserie en blanc, la différence étant que le soudage fond principalement le matériau de base des deux pièces connectées,le brasage consiste à faire fondre le métal de remplissage pendant qu'il circule entre les parties connectées pour former une liaisonLe brasage au laser est généralement utilisé lorsque les portes et les toits se joignent pour former une liaison transparente et de haute résistance qui peut être facilement recouverte.
En raison des faibles coûts d'exploitation, la plupart des tâches de soudage / brasage au laser dans la fabrication de carrosserie en blanc peuvent être effectuées avec des lasers à fibres.Ils peuvent être utilisés pour créer des soudures de haute qualité entre des matériaux similaires et différents, par exemple lors du soudage de l'acier à l'aluminium, en évitant les défauts tels que les fissures à froid, la porosité et les éclaboussures.Les lasers à fibre peuvent être facilement intégrés dans la robotique dans les lignes de production automobile, car leurs faisceaux peuvent être transmis à la tête de traitement le long du bras robotique via une fibre flexible.
La découpe laser, le découpage et la perforation ont toujours fait partie de la fabrication de carrosserie en blanc.En plus, colonnes, cadres, trous d'antenne, boîtiers et trous pour fixer les composants extérieurs sont toutes des pièces courantes qui peuvent être coupées ou percées avec un laser.Les lasers à fibre sont souvent l'outil de choix pour cette application..
Composants et intérieurs automobiles
Dans la fabrication automobile, les lasers sont également utilisés dans la production de divers sous-ensembles et composants intérieurs.soupapes de moteur, étriers de frein, jantes de pneus, châssis de siège, alternateurs, injecteurs de carburant, filtres, accrochages, échappements, silencieux, tubes de bourdon, démarreurs d'airbags, enroulements de bobines de moteur,et une variété de pièces de moteur supplémentaires.
Encore une fois, ils sont généralement soudés avec un laser à fibre.Le titane est parfois préféré sur le marché de l'automobile de sport et de luxe en raison de sa faible densité.Les lasers à fibres peuvent également être utilisés pour traiter des pièces fabriquées à partir de polyéther éther cétone renforcé de fibres de carbone (CFR-PEEK),qui est couramment utilisé dans la fabrication de systèmes de freinage, systèmes de gestion du moteur et du climat, embrayages, capteurs et équipements de marche.
En ce qui concerne la découpe de tissus pour les intérieurs automobiles, les lasers à fibres sont inférieurs à leursLe CO2La plus grande longueur d'onde (environ 10 microns) deLe CO2Le laser est mieux absorbé par les matériaux non métalliques tels que les textiles, les plastiques, le cuir et l'acrylique.
Par exemple, ils sont utilisés pour couper l'excès de matière des tableaux de bord et des piliers intérieurs recouverts de tissu.D'autres applications au laser à base de textile comprennent la découpe de sangles de ceinture de sécurité et de tissus d'airbags, ainsi que la découpe et la texturation de cuir réel et synthétique pour sièges et tapisseries, et la découpe de tapis et de tampons.
Dans le cas des airbags, le matériau utilisé pour les fabriquer est généralement recouvert d'une couche de silicone qui l'aide à rester creux lorsqu'il est gonflé,et ce matériau peut être coupé avec un laser avant d'être cousu ensembleLa découpe laser étant un procédé sans contact, une manipulation minimale du tissu est réalisée, ce qui réduit la probabilité de dommages au revêtement.qui pourrait nuire aux performances de l'airbag.
Les lasers CO2 sont également utilisés dans la fabrication automobile pour couper et décorer des pièces en plastique telles que les intérieurs et les panneaux d'instruments, les piliers, les pare-chocs, les plaques d'immatriculation, les garnitures et les boîtiers électroniques / légers.Ces pièces sont faites de plastique comme l'ABS.Par exemple, les luminaires en polycarbonate et les lentilles en plastique des phares peuvent être décorées d'unLe CO2laser pour éliminer les déchets plastiques du moulage par injection.
En outre, le marquage des pneus avec des codes de matrice de données et la traçabilité sont des applications relativement nouvelles pour les lasers CO2.Les lasers commencent également à être utilisés dans les prototypes de pneus pour profiler la bande de roulement et la paroi latérale du pneuCela pourrait remplacer la nécessité de graver les pneus à la main à l'aide d'un couteau chaud, un processus long et coûteux avec des limites techniques.
Production de batteries et de moteurs pour véhicules électriques
L'une des tendances les plus importantes de la fabrication automobile au cours des dernières années a été la transition en cours vers l'électrification.
Selon EV Volumes, un total de 10,5 millions de nouveaux véhicules électriques à batterie pure et hybrides rechargeables ont été livrés en 2022, soit une augmentation significative de 55% par rapport à 2021.Selon Statista, 26 pour cent des voitures neuves vendues dans le monde seront électriques d'ici 2030.Une telle augmentation de la demande a incité l'industrie automobile à rechercher des procédés et des technologies à haut débit pour augmenter la production de batteries et de moteurs électriques pour véhicules électriques.
L'industrie du laser a répondu à cet appel, avec l'émergence au cours de la dernière décennie d'un certain nombre de sources lumineuses et de systèmes spécialement conçus pour cette application.Il existe plus de 30 applications pour les lasers dans la seule fabrication de batteries de véhicules électriquesPar exemple, les lasers peuvent être utilisés pour souder des feuilles et des barres de bus pour les cellules de batterie, sceller les boîtiers de batterie, souder des étiquettes sur les boîtiers de batterie et souder des appareils de soudage dans les moteurs.Ils peuvent également être utilisés pour couper l'anode de cuivre et les feuilles de cathode d'aluminium pour les piles.
Les véhicules électriques sont devenus un marché lucratif pour des entreprises comme Sintec Optronics, qui représente maintenant environ 40% des revenus de la division laser de l'entreprise.Cela illustre l'importance de l'e-mobilité pour les entreprises laser.
Parmi les nouvelles solutions laser émergeant sur ce marché figurent notamment les lasers bleus (450 nm) et verts (515 nm),qui excellent dans le traitement des nombreux composants en cuivre utilisés dans les batteries et les moteurs électriquesC'est parce que leurs longueurs d'onde visibles sont particulièrement bien absorbées par le cuivre (65% pour le bleu et 40% pour le vert), contre seulement 5% pour les lasers à fibres infrarouges (1070 nm).Les lasers visibles sont ainsi en mesure d'éviter le défi d'utiliser des puissances laser à fibres plus élevées pour surmonter la réflectivité du matériau, ce qui peut entraîner des défauts de soudage tels que des vides et des éclaboussures qui augmentent la résistivité.Alors que les lasers à fibres peuvent être équipés de techniques telles que des modèles de faisceaux variables ou des têtes de soudage oscillant pour aider à atténuer ces défauts, les lasers visibles peuvent réaliser des soudures de cuivre de haute qualité à des puissances inférieures sans avoir recours à ces mesures.
Ces dernières années, Sintec Optronics a été utilisée comme solution pour souder de nombreux composants en cuivre utilisés dans les véhicules électriques.
Sintec Optronics est également idéal pour souder différentes combinaisons métalliques telles que le cuivre et l'acier inoxydable ou le cuivre et l'aluminium.Les combinaisons comme le cuivre et l'acier inoxydable étaient souvent difficiles à souder avec des lasers à fibre en raison de la création de phases intermétales qui réduisent l'intégrité du joint soudé..
Cependant, avec Sintec Optronics, la génération de ces phases intermétales peut être minimisée ou éliminée dans des soudures très uniformes.Cela ne veut pas dire que les lasers à fibres ne peuvent pas être utilisés pour souder cette combinaison de matériaux.Comme pour le soudage au cuivre, les difficultés de soudage de matériaux différents peuvent être atténuées dans une certaine mesure par l'utilisation de la technologie des motifs de faisceaux variables.
Applications innovantes en cours
L'industrie automobile et celle du laser continuent à évoluer en même temps, et chacune d'elles continue de trouver de nouvelles applications pour le traitement laser.des lasers sont actuellement utilisés pour souder des plaques bipolaires dans la production de piles à combustible à hydrogène, qui alimenteront les futurs véhicules lourds où la technologie des batteries ne sera pas en mesure de fournir l'autonomie requise.Les technologies de fabrication additive et de revêtement sont également de plus en plus explorées et appliquées, par exemple pour optimiser la topologie et réduire le poids des composants structurels, ou pour revêtir les disques de frein pour améliorer leur durabilité.
Votre message doit contenir entre 20 et 3 000 caractères!