עם התפתחות המכוניות בכיוון של פחמימה נמוכה, גיוון ואינטליגנציה, קל משקל לרכב היה המגמה הכללית. טכנולוגיית ריתוך לייזר כטכנולוגיית עיבוד חשובה, תקדם במרץ את תהליך ייצור קל משקל לרכב. השימוש בטכנולוגיית ריתוך לייזר יכול לשפר משמעותית את עמידות הגוף ותכונות אנטי עייפות, לשפר את איכות המכונית. ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית הלייזר המקומית, טכנולוגיית הלייזר והציוד הופכת בשלה יותר, עלויות ייצור הלייזר ממשיכות לרדת. לריתוך בלייזר מהירות ריתוך מהירה, עומק ריתוך (יחס עומק ריתוך לייזר לרוחב של עד 5:1), עיוות ריתוך קטן, דרגת אוטומציה גבוהה, יכול להיות מאפייני ריתוך למרחקים ארוכים ללא מגע, בתחום של נעשה שימוש נרחב בייצור חלקי רכב, במיוחד במודול הנע לרכב, מודול שלדה, מודול גוף ומערכות אלקטרוניות וחלקי רכב אחרים בייצור קל משקל.
1. קל משקל, טכנולוגיית ריתוך לייזר יכול לעשות?
המיקוד של מימוש קל משקל לרכב הוא בעיקר בעיצוב מבני, יישום חומרים קלים ושימוש בתהליכי ייצור מתקדמים. טכנולוגיית ריתוך בלייזר היא פתרון תהליך הייצור למימוש קל משקל לרכב.
טכנולוגיית ריתוך לייזר פותחה בשנות ה-60. טכנולוגיה זו מסתמכת בעיקר על צפיפות האנרגיה של הלייזר כמקור חום להשלמת עבודת הריתוך המדויקת. בניגוד לטכנולוגיית הריתוך המסורתית, טכנולוגיית ריתוך הלייזר יוצרת תפרי ריתוך קטנים יותר, מהירויות מהירות יותר ופחות עומס תרמי, כל אלו הן הסיבות לכך שהטכנולוגיה שימשה בהקלת משקל לרכב. ליישום טכנולוגיית ריתוך לייזר במחקר ופיתוח קל משקל לרכב יש מאפיינים של עלות ריתוך נמוכה, חיבורים באיכות גבוהה ומגוון רחב של שימושים.
טכנולוגיית ריתוך בלייזר משמשת בעיקר בריתוך לייזר אוטומטי של גוף-לבן גג, ריתוך לייזר ציוד רב-קישורי, ריתוך לייזר מצית כריות אוויר, ריתוך לייזר חיישן, ריתוך לייזר שסתום סוללה וכן הלאה.
כמעט כל חברות הרכב מיישמות טכנולוגיית ריתוך לייזר. יישום חשוב נוסף של ריתוך לייזר בייצור רכב הוא ריתוך לייזר של מסגרות גוף. ריתוך בלייזר הוא חיבור מתמשך, שיכול לגרום לכוח ולקשיחות של הגוף להגדיל; במקביל, השימוש בטכנולוגיית ריתוך לייזר יכול להפחית את כמות לוחית הפלדה בשימוש, כדי להשיג את המטרה של הפחתת איכות הגוף. לדוגמה, גוף גולף דור 5 של פולקסווגן בגרמניה בשנת 2004, ריתוך לייזר הגיע ל-70 מטר.
2. עקרון וטכנולוגיה של ריתוך לייזר
עקרון ריתוך בלייזר
העיקרון של ריתוך לייזר הוא השימוש בקרינת לייזר בעוצמה גבוהה ישירות למשטח המתכת, כך שהמקום המרותך ליצור אזור מקור חום אנרגיה מרוכז כך שהחומר המרותך נמס והיווצרות חיבורי ריתוך מוצקים וריתוכים. ישנם שני סוגים של ריתוך לייזר: ריתוך לייזר דופק וריתוך לייזר מתמשך.
ריתוך לייזר פועם מתחלק לריתוך הולכת חום ולריתוך היתוך עמוק בלייזר על פי עקרון הריתוך, ומשמש בעיקר לריתוך חד-נקודתי וריתוך של חומרים בעלי דופן דקה. ריתוך לייזר רציף משמש בעיקר לריתוך וחיתוך של חומרי לוח עבים. לריתוך בלייזר יש גם מגבלות מסוימות, למשל דרישות גבוהות על דיוק ואיכות פני השטח של החלקים, הריתוך נוטה לרופף ונקבוביות ועוד פגמים באיכות. טכנולוגיית ריתוך בלייזר מסוכמת בטבלה 1.
ייצור חלקי רכב בשימוש נפוץ בטכנולוגיה ובתהליך של ריתוך לייזר
- ריתוך עצמי בלייזר: חומר בסיס נמס עצמי בלייזר. מאפייני תהליך: מהירות ריתוך גבוהה, דיוק גבוה, כניסת חום קטנה, דפורמציה קטנה, יחס עומק לרוחב גדול.
- ריתוך תיל מילוי בלייזר: לייזר פלוס חוט. מאפייני תהליך: הרחבת טווח ריתוך הלייזר, שיפור איכות היווצרות הריתוך, שליטה במאפייני ארגון אזור הריתוך.
- ריתוך לייזר מרחוק: לייזר פלוס גלוונומטר סריקה. מאפייני תהליך: חלופה לריתוך נקודתי מסורתי, מהירות גבוהה, דיוק גבוה, נגישות מרחבית גבוהה, ריתוך ריתוך רב צורות.
- לייזר - ריתוך קשת מורכב: לייזר פלוס קשת. מאפייני תהליך: יכולת הסתגלות גבוהה, עומק היתוך גדול, חוזק גבוה, דפורמציה קטנה, ריתוך באיכות גבוהה.
- הלחמה בלייזר: לייזר בתוספת חומר הלחמה. מאפייני התהליך: הרטבת חומר הבסיס (לא נמס) למילוי המפרק, חיבור ואיטום חומר הבסיס, יציקה יפה.
3. טכנולוגיית ריתוך ביישומי ייצור רכב - מכונת ריתוך רובוטית בעלת שישה צירים
- משמש בעיקר לריתוך גוף רכב;
- לייזר מיובא של תצורת חומרה בעוצמה בינונית וגבוהה בטוח, יציב ואמין;
- תיקון אור אדום נוסף, קל לנסות ללמד את התהליך של יישור אור אדום בלייזר, מצא את נקודת המיקוד;
- מערכת תנועה הפעלה גמישה, עיצוב אנושי, חווית משתמש טובה יותר.
4. תעשיית אנרגיה חדשה
רכבי אנרגיה חדשים בסוללה, המנוע, הבקרה האלקטרונית הם שלושת מרכיבי הליבה שלו, מייצור הליבה לרכב ומכלול ה-PACK, במיוחד מבנה סוללת החשמל מכסה מגוון חומרים, כגון פלדה ואלומיניום, כמו גם נחושת וניקל, וכו'. מתכות אלו עשויות להתבצע לאלקטרודות, חוטים, קונכיות וכו'. והחומר דק במיוחד. ממתכות אלו עשויות להפוך לאלקטרודות, חוטים, קונכיות וכדומה. והחומרים דקים במיוחד, במקרה של שטח חימום גדול מדי וזמן חימום ארוך מדי, קל מאוד להתעוות, וכתוצאה מכך ריתוך לקוי. עם זאת, רובוט הריתוך מסדרת Star Chain יכול להסתגל לריתוך מתכות לא ברזליות שונות, יש לו את היתרונות של מהירות ריתוך מהירה וזמן חימום קצר, שיכולים לפתור ביעילות את בעיות הריתוך בתעשייה זו.
5. מכונת ריתוך לייזר בעוצמה גבוהה
- משמש בעיקר לריתוך בתעשיית הרכב, מצויד בלייזר סיבים בעלי הספק גבוה;
- שולחן העבודה מאמץ שולחן סיבובי ברמת דיוק גבוהה, המבטיח למעשה את היציבות והדיוק של תהליך הריתוך;
- אימוץ 6-רובוט ציר וציר חיצוני אחד, הריתוך האוטומטי של שש תחנות חוסך את זמן הטעינה הידנית ומשפר את התפוקה בו זמנית;
- מצויד במצלמה חכמה ומערכת זיהוי תפר ריתוך יכול לממש מעקב אוטומטי ובדיקת איכות מקוונת של תפר ריתוך, אשר יכול לצפות במצב של מוצרים מרותכים בכל עת.
6. מסקנה
היישום של טכנולוגיית ריתוך לייזר בייצור רכב משקף את החיוניות החזקה שלה ואת סיכויי היישום הרחבים שלה. חברות לייצור רכב כגון Geely ו-Great Wall כבר אימצו טכנולוגיית ריתוך לייזר בכמה דגמים חדשים. בעתיד הנראה לעין ותחת הדחף של שוק רכבי האנרגיה החדשים, טכנולוגיית ריתוך הלייזר תהיה בוודאי בשימוש נרחב בתחום ייצור הרכב, שתעזור לטכנולוגיה המקומית של ייצור קל משקל להתקדמות ופיתוח.
