洞悉汽車智造未來 激光技術大放異彩-----記通快2017汽車技術開放日

近日，在俗稱“魔都”的上海城市街頭，悄然風靡的電動汽車EVCARD逐漸形成一道新風景線，進入大眾視線。隨著環境問題的日益白熱化，節能減排成為城市建設和社會發展共同研究的課題，積極響應號召的大眾出行方式也在隨之改變，這正是共享新能源電動汽車EVCARD能快速在城市立足，并且找到消費群體的原因。

而對于有車族，越來越多的車主也不再迷信車越重越好的“金科玉律”了。汽車瘦身減重，車型輕量化已經成為一種潮流。但是，實施汽車輕量化加工困難重重，要攻克的技術難關一道又一道。如今，這些難題都因為一種最前沿的加工技術得以迎刃而解，它就是激光。

4月26-27日，通快（TRUMPF）在其位于太倉的中國工廠隆重舉行了為期兩天的“通快汽車技術開放日”活動，圍繞“汽車輕量化制造”以及“汽車強勁動力之源”的熱點話題將更新、更成熟的汽車加工技術展現給尋求創新汽車解決方案的業界同仁。來自全國各地的整車廠、零部件制造商、動力電池制造商、集成商齊聚一堂，了解在過去兩年間激光技術在汽車輕量化制造中的飛躍提升和廣泛應用。

本次通開放日沿用了2015年的活動模式，以技術演講與現場演示相結合，讓與會嘉賓直觀地了解、近距離地體驗智能激光技術。同時，作為汽車技術開放日的特色項目合作伙伴聯合展示也得以保留，庫卡、發那科、新松、楚天工業、松興、舒勒、阿比泰克、君屹、普雷茨特、安飛陸、瑞松、寶鋼等12家企業受邀參展，在通快太倉工廠分別拿出各自看家技術，在各自的展臺上，最大限度地詮釋自己的技術和理念，共同將激光技術在汽車產業鏈上的應用展示得更為淋漓盡致。

同時，通快旗下大批奪人眼球的亮點產品和技術也在現場進行了演示。其中包括：I-PFO智能振鏡；TruDisk碟片激光器；二維、三維汽車零部件柔性化激光系統TruLaser Cell 7040；多功能五軸激光三維系統TruLaser Cell 3000；3D打印系統TruPrint 1000；激光打標系統TruMark 3330；超高柔性鈑金加工設備TruPunch 2000以及全自動折彎系列TruBend Cell 5000等。

下一代汽車智造的激光解決方案

首日的演講圍繞“汽車輕量化制造”的各個層面展開。通快（中國）激光技術部總經理 Thomas Harrer先生率先登場為大家帶來了一系列旨在實現汽車革新制造的激光解決方案。他通過精彩的實例講解讓我們了解到包括激光切割、激光焊接、激光打標等在內的激光工藝是如何對門類廣泛的車用材料實現最靈活的高效加工。例如，應用于奔馳S級與E級車門的鋁材激光遠程焊接；寶馬7 SERIES車門采用的鋁填絲激光焊接；汽車插接結構的激光遠程焊接等等。

他同時還分享了德國電動郵政車輛的底盤設計，其中涉及電池包的輕量化設計——無法蘭邊設計的優勢是更輕的重量，更少的生產工序以及更靈活的生產過程。而針對電動汽車的電池及電機的制造，激光依然是一種成熟的工具?！袄纾滦偷木G光焊接技術優勢眾多：焊接結果不受表面特性影響；更好的光束質量；銅等高反金屬材料的加工效果更穩定；飛濺更少；無需對焊接表面進行特殊預處理；不需焊接保護氣?！?br/>
那么，在工業4.0時代，通快為汽車行業帶來了哪些智能激光解決方案呢？來自通快（中國）激光技術部行業與產品總監紀江華先生為我們做了解答。“首先，通快的智能激光解決方案旨在實現從激光器到加工結果的智能監控。作為為工業4.0時代開發的新一代智能激光器，TruDisk碟片激光器內置的30多個傳感器能監控激光器內的重要參數，在精準時間協議下實現數據同步，高質量數據可用于狀態監控和預防性維護。在汽車零部件加工方面，無論是激光切割、激光焊接、激光復合焊還是三光斑激光釬焊，TruDisk系列都能游刃有余，提供全方位的解決方案。”

其次，他還介紹了通快開發的一款智能振鏡I-PFO。這款智能飛行焊接系統的亮點是將激光器、PFO和機器人三者合而為一。IPFO基于機器人和工件的位置，實時計算出需要焊接的位置，并通知激光器發射激光，實施焊接。如果將新I-PFO掃描振鏡與機器人結合起來，便能在短短數秒內完成對更大工件的飛行焊接，可謂真正的“智慧升級”。德國奔馳便采用了這一系列的激光頭實現了所有材料和連接形式的焊接。

當談及新型輕量化材料的激光加工時，通快（中國）的三維切割技術經理費益先生以汽車行業使用的碳纖維復合物作為案例予以說明?！疤祭w維復合物在汽車產業的使用驅動力在于其輕量化和排量最小化，同時更大的設計自由度提高了產品多樣性，并減少后處理和接合連接。因此，碳纖維復合物創造價值必須以滿足汽車批量生產的需求為前提?！?br/>
通快（中國）高級應用工程師陳新亞以“三光斑光束的激光釬焊技術”為題做了分享。據了解，基于其良好的搭橋能力、緊密連接性、焊縫美觀、加工速度高以及熱輸入低等優勢，激光釬焊在汽車行業得到了廣泛的應用，如車尾行李箱蓋、落水槽以及車頂等元素的加工。

新信息技術攻克工業4.0的生產挑戰

據通快（中國）激光培訓中心經理朱立汀先生表示，工業4.0是生產技術中的普遍挑戰，從物聯網（IoT) 延伸到服務網（IoS)。而通快的目標便是通過數字化來完成橫向及縱向的優化，最終實現100%有效性——即消除無計劃停機；以及100%利用率——即杜絕生產流程中的時間及物料的浪費。在此背景下，TruConnect通快狀態數據監控服務應運而生。TruControl的突出優勢包括實時的激光功率和能量監測、強大的用戶診斷功能以及郵件發送和數據統計。而汽車也成為該技術狀態服務的第一個試點行業。

“工業4.0是未來工業生產中成功的決定要素，激光是萬能的工具并將得益于這一發展。首先，工業加工中的數字化可解決工業生產中各類的挑戰：目標為100%可行+100%可利用。其次，數字化是在各個層面上的：從物聯網到服務網；從智能機器到智能工廠管理繼而延伸到業務聯網及模塊。另外，工業4.0是生產過程中及生產之間的數字連接。因此連接性、智能功能和智能產品是關鍵。大數據及云計算將提供新的服務，催生新業務模塊。近幾年，通快一直關注工業生產中的數字化，在工業4.0發展浪潮中處于領先地位。” 朱立汀總結道。

熱成型零件制造中的激光應用新進展

上汽大眾沖壓規劃經理高義峰先生的演講圍繞熱成型零件在汽車上的應用。熱成形技術的發展背景主要基于日益嚴格的環保要求汽車輕量化、日益嚴格的碰撞安全性法規要求、汽車制造質量對零件精度要求越來越高等。高義峰詳細講解了熱成形技術在FABIA、昊銳、明銳、新途觀和途昂等車型上的零件加工應用實例。

來自通快（中國）的產品經理侯寰超則是與大家分享了熱成型零件制造中的激光應用新進展。“通快能夠為這些應用提供最適宜的激光加工工具，如三維激光切割系統Trulaser Cell、激光焊接用的TruDisk碟片激光器和TruDiode 半導體激光器，以及激光打標技術TruMark等。此外，針對不同厚度及不同特性材料的激光拼焊，在焊接前需要攻克的挑戰是去除鋁硅涂層，這里的解決方案是采用超短脈沖激光?！?br/>
同時，他還介紹了遠程激光疊焊的加工優點。“這種技術能夠實現靈活的焊縫幾何形狀、每個焊接點僅需0.5s、最大加工距離可達1,200mm，并可配合機器人飛行焊。目前已經被成功用于白車身和汽車座椅?！?br/>
汽車動力傳動系統的激光應用

汽車動力傳動系統是一輛汽車的核心部件和技術，是汽車動力的來源，因而其連接強度和可靠性極為重要。而激光焊接就是這樣一種連接工藝。

然而，在焊接過程中產生的飛濺和焊縫中的裂紋一直是困擾工程師們的問題。通快不僅僅是一家激光設備供應商，更是激光工藝開發的先行者。因而，通快一直致力于激光焊接工藝的優化。在這次開放日活動期間，來自通快德國工藝研發中心的Marcel Schaefer博士介紹了通快最新研發的無飛濺、無裂紋的激光焊接工藝。

與傳統激光焊接工藝相比，這種新的激光焊接工藝，可將TruDisk 碟片激光器的焊接飛濺控制在非常低的水平，且可以在保證焊接質量的情況下，用相同的激光功率將焊接速度提高3倍，極大地提高了激光焊接效率。

不斷變革 持續創新

Thomas Harrer先生在當天的活動現場表示，在汽車制造中，對輕量化材料和設計以及電動汽車而言，激光技術是柔性靈活且多功能的工具。通快很早就開始了對激光在汽車行業的研究征程，也是這一領域的的技術先驅者。

“中國汽車行業如今正處于快速發展階段，2016年中國汽車銷量超過2,800萬，同比增長13.7%。不僅數量大幅增長，市場也面臨著急速轉型。社會和市場都在尋找一種環保方案。汽車行業正發生巨大的改變，電動汽車和輕量化設計正是在這種行業發展趨勢下應運而生。電動汽車2016年的增長率為63%，是傳統汽車漲幅的五倍，因此尤其需要輕量化來加強其續航能力。只要不斷創新才能滿足市場持續變化的需求?！?br/>
“毋庸置疑，變革帶來新的挑戰，去迎接他們的是我們的創造力和好奇心，攜手客戶一起開發解決方案，帶領他們找到新的突破，這便是通快不斷致力于開發激光新技術的使命?！彼偨Y道。