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激光先进制造提升汽车制造业水平

6月14日,由中国高科技门户OFweek维科网及高科会主办,OFweek激光网承办的“OFweek 2019(第十五届)中国激光技术及工业应用论坛”在深圳前海华侨城JW万豪酒店正式举办。华中科技大学唐霞辉教授出席了本次会议,为大家带来“激光先进制造提升汽车制造业水平”的主题演讲,介绍了汽车板落料、拼焊过程中,激光技术发挥的重要作用。

OFweek 2019(第十五届)中国激光技术及工业应用论坛成功举办

汽车板的高速落料

大家都知道,激光切割未来的发展趋势,主要是围绕高精度、高速度、高功率、大厚度、宽幅面,再就是三维切割、特种材料切割几个方面。

在激光切割领域,随着我们现在光纤激光器功率不断提高,加工板材越来越厚,切割速度也越来越快。以前我们无法想象可以用激光进行落料,因为激光功率不够,模式跟不上。而当激光切割速度达到一百米以后,在超薄板加工这一块就获得了绝对优势。与一般机械加工的方式相比,激光加工的费用能减少50%。

唐教授介绍说:“现在汽车板的用量越来越大。2018年国内汽车产量大概有3000多万辆,钢材需求6500吨,汽车剪裁板用量4200万吨。现在热成型高强板也越来越多,现在达到1500PA。热成型高强板目前最大的问题就是冲压很困难,所以以后汽车板的需求要从规模化向定制化转换,而这就需要激光来进行汽车板的加工。”

采用现有的机械类加工方式,一台设备的价格大概7000多万,一套模具的开模费用约220万,开模时间大概一个月到两个月,面对复杂形状时落料更加困难。现在我们汽车板落料生产线主要是依赖进口。德国的舒勒公司在汽车板落料这一块做的非常好,它在德国法兰克福建立了全球第一条激光落料生产线。这种生产线不需要开模,解决了高强板落料困难的问题。此外,由于激光落料边上的余料很小,通过排版之后,整体可以节省10%的材料。

这个系统十分复杂,包括异形汽车板布料、多激光头(不是一个激光头,根据板子的形状,需要有两个三个甚至四个头)、高精度协同作业、切割轨迹、切割工艺,包括废料的分解,需要机器人来进行来完成。

唐教授表示:“之前我们承担了一个国家863项目,就是开发这个设备,从开局一直到堆垛整体的产线。华东科技大学机械学院在这个方面有很多校友取得成果,这是我们机械学院一个81级的校友的成果。他在2011年开发了一个3头激光落料生产线,他应该是国内第一家真正能够做整套生产线的。这个产线速度非常高,能达到每分钟75米以上,有可能达到120米,它还是多个激光头同时进行作业,整个系统的优化做的非常好。这解决了我们汽车行业里面切割落料的重要问题。”

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