淺析汽車工業(yè)中的激光加工技術(shù)

利用激光根據(jù)與物質(zhì)的相互作用，按一定規(guī)定開(kāi)展的加工或成形，通稱為光制造。近20年，光制造技術(shù)已滲透到高新技術(shù)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)，并剛開(kāi)始替代或更新改造一些傳統(tǒng)加工領(lǐng)域。在發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車工業(yè)中，有50%-70%的零部件是選用激光加工進(jìn)行的。光制造技術(shù)在提升 汽車工業(yè)的研發(fā)與制造水準(zhǔn)中，正發(fā)揮著越來(lái)越關(guān)鍵的功效。

一、光制造技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)階段光制造技術(shù)常用的光源主要是激光，激光束具備高能量密度、高單鈀性、高方向性的特點(diǎn)，使光制造技術(shù)具備很多傳統(tǒng)制造技術(shù)所不如的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)常用的專用工具是“激光刀”，加工時(shí)無(wú)刀具磨壞；在加工過(guò)程中無(wú)切削力對(duì)工件的危害，因而工件無(wú)冷加工形變；因?yàn)榧庸r(shí)動(dòng)能引入速率高，對(duì)工件熱危害不大，因而工件熱形變不大，可貼近或做到“冷”加工情況，完成基本技術(shù)不能實(shí)行的高精密制造；激光具備優(yōu)良的室內(nèi)空間控制性（光線的方位轉(zhuǎn)變、轉(zhuǎn)動(dòng)、掃描等）和時(shí)間控制性（開(kāi)、關(guān)、脈沖間距），尤其合適于自動(dòng)化加工，在大規(guī)模制造中生產(chǎn)效率高；激光加工目標(biāo)的材料、樣子、規(guī)格和加工環(huán)境的自由度都很大；噪音低，不造成危害的射線與沉渣，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染?。豢晒?jié)約模貝，減少商品開(kāi)發(fā)周期，減少開(kāi)發(fā)成本；材料消耗少，在規(guī)模化生產(chǎn)中制造成本低。

二、汽車工業(yè)中的光制造技術(shù)的類型

汽車工業(yè)中的光制造技術(shù)能夠分為光“冷”加工、光“熱”加工、光快速成型3種類別。

1.光“冷”加工技術(shù)

與基本冷加工工藝相對(duì)性應(yīng)的光制造技術(shù)有激光切割、激光打孔、激光打標(biāo)和激光切削。

激光切割速度快，切口光潔整平，裁邊平面度好，無(wú)購(gòu)置事后加工；割縫窄；切口無(wú)機(jī)械應(yīng)力，無(wú)裁切毛邊；加工精度高，重復(fù)性好，不損害工件表面。

激光打孔速度快、效率高，合適于總數(shù)多、密度高的的群孔加工；激光打孔可得到 大的深徑比，可在硬、脆、軟等各種材料上開(kāi)展加工，乃至能在難加工材料歪斜表面加工小圓孔；激光打孔的工藝清理，無(wú)污染。

激光打標(biāo)是非接觸式打標(biāo)，速度快，標(biāo)記不易磨壞，激光標(biāo)記機(jī)又很容易與流水線融合。

激光切削加工是相近機(jī)械加工中切削的一種工藝方式，它是利用聚焦點(diǎn)激光束對(duì)材料逐級(jí)開(kāi)展切削。

2.光“熱”加工技術(shù)

與基本熱加工工藝相對(duì)性應(yīng)的光制造技術(shù)有激光焊接、激光表面加強(qiáng)、激光熔敷與合金化。

激光焊接是用高強(qiáng)度激光束將被焊金屬部分加溫至熔融溫度之上焊接而成焊接接頭的工藝過(guò)程?？珊附痈呷茳c(diǎn)金屬、非金屬材料、復(fù)合材料等材料，也可完成不一樣的材料的焊接和獨(dú)特構(gòu)造的焊接；焊接具備“自清潔”功效，焊接品質(zhì)高；可開(kāi)展精準(zhǔn)焊接，一般不需添充金屬；根據(jù)導(dǎo)光系統(tǒng)使激光束與幾臺(tái)設(shè)備組成軟性加工系統(tǒng)，焊接的自動(dòng)化水平高，生產(chǎn)效率高；在較高能束焊接中，激光焊接較大 的特點(diǎn)是不用真空系統(tǒng)，不造成x射線。

激光表面加強(qiáng)分為激光改變硬化和激光熔凝硬化二種。激光改變硬化又稱之為激光淬火，它是以高能量激光束迅速掃描工件，使被直射的金屬或鋁合金表面溫度以很快速率上升到相就點(diǎn)之上，激光束離去被直射位置時(shí)，因?yàn)閷?dǎo)熱功效，處在熱態(tài)的基材使其快速制冷而開(kāi)展過(guò)溫保護(hù)淬火，獲得較細(xì)微的硬化層機(jī)構(gòu)，強(qiáng)度一般高過(guò)基本淬火強(qiáng)度；激光熔凝硬化過(guò)程與上述情況過(guò)程相近，不同的是激光使材料表面的加溫溫度高些，最后零件表面產(chǎn)生一層機(jī)構(gòu)細(xì)微的焰凝硬化層。

激光熔敷是利用較高能激光束直射熔敷材料，使其與板材表面層析一起迅速熔凝，產(chǎn)生與板材冶金工業(yè)融合的具備徹底不同成份與特性的鋁合金覆層。

3.光快速成型技術(shù)

光快速成型技術(shù)原理是在計(jì)算機(jī)的操縱下，依據(jù)零件的cad等模型設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)信息，用激光束將成形材料逐級(jí)干固，由點(diǎn)、線結(jié)構(gòu)零件的面（層），由面精準(zhǔn)堆積成三維數(shù)字模型或零件的過(guò)程。選用光快速成型技術(shù)，可明顯減少商品研制開(kāi)發(fā)周期時(shí)間，大幅度降低研制開(kāi)發(fā)花費(fèi)，可以快速生產(chǎn)出融入銷售市場(chǎng)轉(zhuǎn)變的商品，維持和提升商品在銷售市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。另外，選用光快速成型技術(shù)也是完成迭代開(kāi)發(fā)及靈巧制造的合理技術(shù)方式。

進(jìn)到新時(shí)代，汽車工業(yè)已經(jīng)踏入能按客戶規(guī)定開(kāi)展軟性加工的精益生產(chǎn)環(huán)節(jié)，汽車行業(yè)出現(xiàn)了軟性模塊式生產(chǎn)過(guò)程，當(dāng)代汽車工業(yè)也在朝著技術(shù)高新科技化的方位發(fā)展，新能源技術(shù)正歷經(jīng)著由傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)向優(yōu) 秀制造技術(shù)的變化。光制造技術(shù)為轎車的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)加工引入了魅力。能夠意料，21世紀(jì)光制造技術(shù)在汽車工業(yè)中的運(yùn)用會(huì)迅猛發(fā)展，將變成汽車工業(yè)的關(guān)鍵加工方式。