Motoryzacja

Branża motoryzacyjna stanowi drugi po lotnictwie sektor produkcyjny o szczególnie dużym potencjale wykorzystania nowych rozwiązań technologicznych - zarówno w zakresie budowy pojazdów, jak i ich produkcji. To właśnie ta gałąź przemysłu jako pierwsza zaczęła stosować lasery jako alternatywę dla procesu spawania łukiem elektrycznym. Uzyskane w ten sposób korzyści w postaci lepszych parametrów spoiny i krótszego czasu łączenia umożliwiły zmniejszenie kosztów oraz optymalizację wytwarzania, a jednocześnie stymulowały dalszy rozwój zastosowań technologii laserowych w obróbce materiałowej.

Obecnie lasery stosowane są na każdym etapie wytwarzania nowego samochodu, a zakres ich aplikacji obejmuje m.in. spawanie ramy i karoserii, wycinanie profili i kształtów, znakowanie części wykonanych zarówno z metalu, jak i tworzyw sztucznych, a także regenerację wałów korbowych i tłoków silnika.



Cięcie


W branży motoryzacyjnej technologia laserowa wyparła wiele konwencjonalnych technik obróbki, w tym m.in. wycinanie. Zastosowanie lasera CO2 do wycinania blach niesie ze sobą istotną korzyść w postaci braku zużycia krawędzi tnącej, stanowiącego mankament większości tradycyjnych metod obróbki. Wysoka jakość krawędzi, niewielka ilość dostarczanego do materiału ciepła i duże prędkości pracy sprawiają, że dziś praktycznie każdy element pojazdu - od komponentów ze stali wysokiej wytrzymałości, przez poduszki powietrzne, po elementy wykończenia wnętrza - jest wycinany laserem. Technika ta umożliwia bowiem otrzymywanie kształtów o dowolnym stopniu skomplikowania i geometrii przy zachowaniu pożądanej wytrzymałości - niezależnie od rodzaju wycinanego materiału.



Inne aplikacje


Rozwój branży motoryzacyjnej na przestrzeni lat owocuje tym, że nowoczesne samochody są coraz bezpieczniejsze – zarówno dzięki zastosowanych w nich zaawansowanym systemom bezpieczeństwa (np. ABS), jak i rozwiązaniom konstrukcyjnym stosowanym w procesie projektowania pojazdu. To właśnie one determinują szanse przeżycia w momencie zderzenia, zaś rozbudowane crash testy dostarczają informacje o newralgicznych punktach budowy pojazdu. Wysoki stopień zaawansowania techniki laserowej sprawia, że znalezienie słabego punktu konstrukcji nie wiąże się już z koniecznością przeprojektowywania całego komponentu: wystarczy lokalne wzmocnienie przez hartowanie powierzchniowe lub napawanie. Duża szybkość, powtarzalność i dokładność procesu sprawiają, że rozwiązanie to jest znacznie tańsze w stosunku do wytworzenia nowej części, a dodatkowo eliminuje związane z tym opóźnienia produkcji.



Lutowanie


Mimo że najczęściej stosowaną techniką łączenia materiałów w produkcji pojazdów jest spawanie, końcowe łączenie najczęściej odbywa się przez lutowanie. Takie złącze jest wykonywane na gotowo, bez konieczności stosowania dodatkowej obróbki. Najlepszym przykładem lutowania są spoiny dachowe lub kanaliki uszczelniające. Lutowaniem laserowym można zastąpić także miejsca, w których są stosowane listwy z tworzywa sztucznego, dzięki czemu projektanci karoserii uzyskują większą swobodę projektowania linii samochodu przy utrzymaniu niskich kosztów produkcji.



Spawanie


Nie sposób wyliczyć wszystkich elementów pojazdu spawanych laserowo. Odejście od techniki łączenia łukiem elektrycznym na rzecz promieniowania laserowego sprawiło, że wytwarzanie stało się szybsze i tańsze, a jakość spoin - wręcz idealna. W większości przypadków spawanie odbywa się z wykorzystaniem głowic skanujących, szczególnie popularnych w procesach spajania elementów karoserii, np. drzwi samochodowych. Ramię robota przesuwa się nad przygotowanymi wcześniej częściami, a ruch lusterek kątowych umożliwia wykonywanie wielu spoin liniowych lub punktowych w bardzo krótkich odstępach czasowych.

Innym obszarem zastosowania spawania laserowego jest łączenie mostu napędowego z obudową. Oba komponenty wykonane są ze stali o wysokiej wytrzymałości i odporności na zużycie ścierne, a co za tym idzie - ich łączenie łukiem elektrycznym powoduje pękanie na skutek zbyt dużej ilości ciepła dostarczanego do materiału. Problem ten można wyeliminować dzięki użyciu lasera, który w porównaniu z konwencjonalnymi technikami generuje niewielką strefę wpływu ciepła.



Znakowanie


Współczesne samochody budowane są z użyciem wielu różnorodnych materiałów - począwszy od stali i aluminium, przez tworzywa sztuczne, a na kompozytach kończąc. W celu zapewnienia łatwej identyfikacji poszczególnych komponentów stosuje się znakowanie laserowe, dzięki któremu uzyskuje się trwałe i pewne grawerunki odporne na działanie temperatury, oleju, paliwa czy zużycia ściernego. Cechą szczególną oznaczeń wykonanych laserowo jest wysoki kontrast, precyzja i jakość. Ze względu na możliwość skupienia wiązki do bardzo małych rozmiarów możliwe jest nanoszenie symboli i znaków na dowolne elementy, a łatwość automatyzacji i robotyzacji tego procesu sprawia, że może on stanowić integralną część linii produkcyjnej.



W skrócie

  • Rodzaje obróbki: cięcie, lutowanie, spawanie, znakowanie, hartowanie, napawanie
  • Obrabiane materiały: metale, tworzywa sztuczne,
  • Cel obróbki: wycinanie skomplikowanych kształtów, zachowanie pierwotnej wytrzymałości materiału, lokalne wzmacnianie materiału, spoiny pozbawione pęknięć, identyfikacja towaru
  • Zalety: wysoka jakość krawędzi i połaczeń, niewielka ilość ciepła, duże prędkości, pożądana wytrzymałość materiału, elastyczność w doborze kształtów, ekonomiczność
PolandEnglish