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以精准之器,铸精工之品--访通快激光技术部总经理魏君泰

2009-04-10 11:50
华静一
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以精准之器,铸精工之品
  
--访通快华嘉有限公司激光技术部总经理魏君泰先生

        采访:中国国数控机床网

        通快集团是世界一流的激光设备制造商,工业激光及激光系统的研发和应用处于世界领先地位。其激光技术在欧美大型汽车厂得到了广泛应用,并且取得显著成效,不仅能够提高产品性能,而且可以有效降低汽车制造企业的成本。

 

通快华嘉有限公司激光技术部总经理魏君泰先生

        记者:通快集团作为全球制造技术领域的领先者,至今已经有80多年的历史。请为我们的读者介绍一下贵企业在激光领域主要的产品结构以及所涉及的行业。

        魏君泰先生:通快集团是全球制造技术领域的领导企业之一,特别在金属板材的加工机床、激光技术、电子技术和医疗设备领域,通快始终以其不断创新的优势引导着这些领域的发展方向。同时,通快还建立了一系列技术标准,致力于为广大用户开发更多更新的产品。

        在激光技术领域,通快集团也是技术和市场的领导者。激光技术产品主要包括:3D激光焊接/切割系统、高功率二氧化碳激光器、二极管泵浦固体激光器以及激光打标机等。通快集团能够提供一系列激光技术产品,并且能够在激光加工的相关领域为客户提供优质的服务。

        记者:随着激光技术的发展,在汽车工业领域中得到广泛应用,它具有有效提高车身的抗疲劳性、抗冲击性以及抗腐蚀性能等多种优势。那么,通快集团有哪些主要的激光焊接设备应用于汽车领域?其具体的产品性能特点和技术优势有哪些?

        魏君泰先生:激光技术在汽车工业领域应用十分广泛,从车身、拼焊板到传动部件,从激光焊接安全气囊到激光标刻开关,到处都有激光技术的应用,举不胜举。我仅以远程激光焊接的应用为例,来说明激光焊接技术在汽车制造过程中的优势:
 
        在汽车车身的制造过程中,固态激光器焊接已经具备成型的工艺。像大众旗下的汽车公司、戴姆勒-克莱斯勒、宝马、通用、福特等生产厂家都在应用我们的固态激光器。这种工艺的发展促使通快公司开发了大功率激光器和机器人系统的远程焊接系统,并逐渐替代传统的电阻点焊,通过激光扫描振镜的快速动态定位进行高速扫描焊接。

        此外,通快还开发了工业用碟片式激光器,并且已经在世界范围内得到成功应用(如图1),其光束质量可达8mm·mrad,具备8kW 的最大功率范围。针对此功率范围,通快还特别开发了一个工业用激光焊头,它是唯一能够通过德国汽车工业严格资格测试的自动遥控引导方案,并且已经应用于系列产品的制造。2007年1月,奥迪开始采用这种新的激光技术,取得了很好的焊接效果。最近,戴姆勒-克莱斯勒也开始在其汽车车身制造过程中采用这种工艺。

图1 工业用碟片式激光器

        与传统的焊接工艺相比,激光焊接的最大优点在于能够显著提高生产率。扫描头的快速镜片运动,使得用于定位机械手的时间大大减少,进而大幅降低了制造时间。与电阻点焊平均每秒完成0.5焊点相比,激光扫描焊接每秒能完成3~4个焊点。这使得激光束得到充分利用,从而显著提高经济效益。此外,高效碟片式激光器的应用也大大降低了激光器的运行成本。碟片式激光器与灯泵浦系统相比,能量消耗降低了25%,同时对用户的占地面积和冷却系统等配套需求亦大幅降低。        

        记者:随着汽车工业的迅速发展,汽车的轻量化、安全性、环保等问题逐渐成为关注的重点,许多新材料应用于汽车制造中。同时,为提高自身的竞争力,各汽车制造企业在保证质量的前提下,把更多的目光集中于如何提高焊接效率,降低焊接成本。对此,通快集团是否能够提供有效的解决方案?是否能为汽车制造企业在降低制造成本方面提供支持?

        魏君泰先生:随着中国汽车工业的快速发展以及人们需求的不断提高,节能、安全、环保成为大家关注的话题,因此高强钢的应用日益提高。高强钢和超强钢应用的日益提高,为汽车工业向更加经济的方向发展提供了可能。这种钢材的应用减少了汽车部件的数量,从而使车辆的制造成本、车身重量和燃料消耗都不断下降。对于这类材料在加工过程中产生的问题,通快集团的激光设备能够提供有效的解决方案,并具有显著的经济优势:

1、激光熔覆

        使用新材料必然带来新挑战。举例来说,高强钢的使用要求在材料成型过程中使用的冲压模具,具有高强度或者超高强度的性能。由球磨铸铁制造的冲压模具经济实用,且容易进行机械加工,但其存在的问题是零件的表面强度和耐磨性较低。这就需要对材料表面进行硬化处理,通过激光熔覆的方式,使表面获得高的耐磨性。激光表面熔覆技术,也叫做金属三维直接成型制造。激光熔覆时,熔覆用的金属粉末与激光束同轴,在基体表面形成一种新的耐磨层,与其它熔覆技术相比,激光熔覆时,作为基体的母材不用预热,金属粉末与基体材料形成冶金结合,表面具有高强度和高耐磨性(如图 2)。

图2 激光表面熔覆技术的使用

2、3D激光切割

        高强钢冲压件的后续加工提出了另一个新的挑战,激光切割是最佳的解决方案。3D激光切割特别适合成型板材金属的加工,如果冲压件选用钢的强度达到 1500Mpa,则使用激光切割还具有非常可观的经济效率。鉴于此,也就完全没有必要投资购买昂贵的冲压和其他切割设备,因为对于特别硬的材料,这些设备的加工效果并不理想。而对于激光切割来说,它具有加工时间短、切割质量好、对于不同产品和材料适应性高的特点。例如,我们的TruLaserCell三维五轴激光切割设备(如图3),它可用于复杂立体结构的切割,能节省高达60%的加工时间和30%的投资成本。它能够在大众帕萨特B型柱和外饰件上切割出无毛刺的各种孔型,而由热成型的高强钢制造的B型柱是非常好的承压柱件。由于使用高强钢提高了抗冲击能力,使得汽车安全性也大大提高。

图3 TruLaserCell三维五轴激光切割设备

        记者:要保持企业的生命力,离不开新产品的推出和新技术的使用,通快集团进入中国以来,一直不断推出新产品,可否简要谈谈通快集团的成功经验?未来,还会在哪些方面实现产品创新?

魏君泰先生:通快的卓越表现概括来说主要来源于三个方面:

1、 新型高性能激光系统和光束能源的开发;

2、 迅速将技术概念转化到以用户为导向的技术改革之中;

3、高标准的质量管理和值得信赖的用户服务体系。

图4 二极管泵浦碟片式激光器TruDisk8002

        在 2005~2006会计年度,我们投资一亿两千万欧元用于技术研发。二极管泵浦碟片式激光器TruDisk8002和新式三维激光加工系统 TruLaser Cell 7000系列(如图4、5),都是通快集团激光技术部门的创新产品。未来,通快集团将继续承担激光材料加工领域技术领导者的角色,同时,新产品也将在用户的期待中不断面世。

 

图5 新式三维激光加工系统TruLaser Cell 7000系列

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