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汽车制造

激光加工汽车热成型钢方案应运而生,高效又省钱

来源:镭麦激光2022-03-09 我要评论(0 )   

近年来,我国经济正朝着持续、稳定、协调的方向前进,汽车工业也呈现出大发展的新形势,据中商情报网显示:“2021年12月全国汽车产量为296.6万辆,同比增长3.4%”其增长...

近年来,我国经济正朝着持续、稳定、协调的方向前进,汽车工业也呈现出大发展的新形势,据中商情报网显示:“2021年12月全国汽车产量为296.6万辆,同比增长3.4%”其增长幅度是多年来未有的,这预示着中国将从汽车大国迈向汽车强国。


随着我国汽车节能减排政策的发布与实施,汽车轻量化概念成为汽车发展的主流趋势,同时也是各整车厂需要落实的重要课题。


如果想要在轻量化方面取得突破,必须从新材料、新技术上寻找切入点,同时还要满足强度要求和安全性,这时,热成型钢的出现完美解决了以上难题。


据试验证明:使用热成型钢的汽车重量可降低1%,油耗可降低0.7%,如果某种型号的汽车用了15%以上的热成型钢,甚至20%或30%以上的热成型钢,被动安全性能已经达到了五星级安全性能的标准。


热成型钢的形成

将常温下的普通高强度钢在步进炉中加热到880-950℃,将材料组织均匀奥氏体化,然后送入带有冷却系统的模具内冲压成型,最后快速冷却,将奥氏体转变为马氏体,使冲压件得到硬化,这时材料强度得以大幅度提高,这个过程被称为“冲压硬化”。热成型工艺分为两种,分别是直接工艺与间接工艺,两种大致相同。



热成型钢的切割方式

在过去的30年里,汽车行业的材料加工用的都是传统的热冲压,零件要经过模具成型的各个阶段,需要修整模具,以将金属成型为形状。因为热成型零件很硬,几乎不可能在模具中进行修整,并且需要进行机械加工才能形成正确的形状,不仅增加了生产成本,还降低了生产效率。如今随着切割工艺的发展,最有效和最受欢迎的加工选择是激光切割。


目前激光切割方式主要有两种,包括机器人激光切割和五轴激光切割, 如果使用五轴激光切割,可以实现更高速度和精度的切割,但是五轴激光切割的成本要比采用多台机器人联动生产系统的价格高出几百万元,并且很难实现自动化。


通过机器人机构数学模型以及对控制器的伺服性能和路径规划的改进,机器人激光切割技术随着机器人运动性能的提高而发展。与五轴激光切割操作相比,机器人激光切割单元可以提供更低的加工成本。

机器人激光切割方案优势



01、媲美五轴激光切割的精度


虽然五轴激光切割有着更高的精度,但机器人激光切割单元效率要比五轴激光切割单元更高,由美国Lasermech公司研发的AccuShaper 2. 0激光头更是缩小了机器人激光切割与五轴激光切割精度上的差距。

该激光头自带XYZ三轴运动机构和电容高度感应功能,能实现在30x30mm的范围内,最快以200mm/s的速度进行切割,并且保证图形精度小于0.05mm。


02、更高的加工效率


该激光头结构紧凑,可以在一个机器人切割单元中采用多个激光头同时加工同一个零件,从而使机器人激光切割的效率达到甚至超越五轴激光切割单元的性能水平。


03、独有的惯性抵消系统


AccuShaper 2. 0激光头采用获得专利的惯性运动系统,抵消了切割头的高速运动惯性,因此不会产生任何反作用力导致正在高速切割的机器人发生抖动,整套系统紧凑轻便,可以让机器人实现高速,稳定,长时间的加工。


04、操作更便捷


内置常见图形工艺库,包含圆形、方形、腰型和六边形等各种图形。最终用户只需选择图形并设置尺寸、方向以及切割引线方式等参数,即可完成加工。


此功能几乎消除了3D汽车类型零件的机器人切割和五轴激光切割之间的精度和效率差距,能轻松加工厚度高达10mm热成型钢和其他材质的汽车3D样件。



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