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陈肖林:激光新工艺与汽车产品创新

  • 2016年11月03日 18:07

大族激光汽车行业总监 陈肖林

下午我想跟大家分享一下,我们一些激光新的工艺,为我们的汽车产业在产品创新方面会带来一些什么样的帮助,或者把这些新的成果跟大家分享一下,希望大家有所收获。
    所以我分三个方面来简单介绍。
    第一,产品创新是汽车产业做强的原动力。因为我们是做汽车上下游的产品,不做汽车。我们可以为汽车制造提供一些新晋的工艺,以及产品解决方案。
    汽车产品创新,无非就是从产品本身的设计、材料、工艺和装备等等多方面做一些创新。所以说,我们希望在材料、工艺和装备方面给汽车带来一些帮助,给企业的转型升级带来支持。我们也非常希望跟各大厂家保持一个密切的合作和互动。因为很多工艺需要双方配合,去互动的。
    第二,激光新工艺,我主要讲四个方面。
    1、激光的复合焊接,这个工艺在国内是前两三年才见到的,这个技术就是把激光的能力和MIG的能量结合。我们说是扬长避短,激光是一种精密焊接,也就是说热变形比较小,但是对厚板的焊接,包括宽缝隙的焊接,这是它不利的方面,因为对它的连接件贴合的精度比较高。MIG是可以弥补这一块的,所以说我们把这两种工艺方法结合起来,那么会带哪些方面有很多原因呢?主要是在厚板包括一些大机的精度,缝隙比较大的一种。
    激光是在底层进行熔化,上一层开了一个封口用MIG来封口。我跟汽车工业院他们用传统的MIG焊,热量非常大,容易把里面的线圈烧掉。但是它熔覆非常深,所以我们想通过MIG焊跟激光焊结合使用。激光的热熔度非常小。包括我们造桥,用激光复合焊接,因为焊接过程稳定,适应性广,对工件边缘精度要求不高等等,我就不多讲了。
    这个焊缝形状比较,这个激光焊是比较窄的,熔池比较窄,然后MIG熔池比较宽,中间就是我们把激光焊跟MIG焊结合在一起,这个宽度就非常好。这是我们实验室的设备,我也有一个案例。
    这主要是一个主要单元的配置,这个系统除了复合焊枪,还有激光发生器,还有电弧焊电源。右边主要是激光复合焊接案例,它是两种闭合的材料,是用高碳钢的材料,所以它容易产生裂痕,我们通过三个月的时间把这个工艺裂痕解决了。
    2、激光远程焊接,这个工艺效率高,焊接的轨迹可以是任一形状,只要你画得出来,就可以焊得出来,因为他走的形状是跟着扫描走的。在我们传统的焊接的时候是一个点的,但是我激光焊要比这个点高好几倍,一个焊缝大概是一秒钟,传统的点焊需要三秒钟。这个光的可达性非常好,如果用点焊,里面的工艺很难形成,很难达到焊接的效果。
    这是一个经典的案例,上面是奔驰,我们在福特杭州工厂有三个站,这几个车型都用到我们远程焊接。
    3、全自动激光切管机,我们说“削铁如泥”。管材对管技术切割的时候,损耗非常大。比如说大巴车,有很多宽管材,他全部需要切割,他们全部用我们的激光来切割,这给他们带来一个很大的技术更新和产品效率的提升。
    我们做了一些案例,它在这个管壁上面可以随意切割一些图形,传统的方法是无法实现的。所以这个管材切割目前在国内,我们的产品是非常好销,现在是供不应求。
    4、热成件三维五轴激光切割机。这个产品也是根据市场的需求,原来这个产品主要是给国外两家公司垄断的。我们在国内是第一家公司投入这个产品,前期研发了三年。因为这个产品大家都知道,热成型件的强度可以达到1500到1800,你用传统的方法修复没办法实现。而且它又是三维的,有五轴,他有一个转动轴,光度需要非常精确,如果你一偏就会偏几个毫米。这个技术含量非常高,我们是国内第一家去做出这个产品。
    5、激光3D打印原理。这个大家听得比较多,最近吵得比较火热。我主要讲的是金属打印,因为塑料的打印比较简单,很早就有了。金属打印实际上是一种粉末针材制造,就是材料一层一层堆积的,目前有两个工艺,目前在世界上比较典型的,一个是扑粉工艺,扑一层烧一层。还有一个是那个粉是在激光头里面喷一层烧一层。里面有两种方式,一个是你需要什么轨迹就烧什么轨迹,还有一个是用机器人来做的,利用机器人来堆积。
    做精密的3D打印,3D打印精度不大,3D打印功率不大,500瓦就够了。我们做一些汽车零部件新产品的开发,这是一个很好的工具,你可以买这台设备放在实验室,你只需要把3D塑模做出来我就可以给你打印出来。我听说在通用实验室都有这个设备,这可以大大缩短产品的开发周期。
    这是我们做的五轴3D打印,这不是用的扫描式,是用机床走的方式进行的3D打印。最左边就是通过这个设备打印出来的,这个设备我们已经在湖南大学实验室,他们现在在用这个设备一些做仪器产品的开发。
    这是我刚才讲的扑粉式的,这个设备我们已经出来了,这个设备非常小巧,所以这个设备用起来非常灵活,当然需要一个三方软件,也就是你快速成型的软件,不管是硬件,还要有软件支持。甚至也一些东西,你为了借鉴别人的外型,你可以通过三维扫描的工具把别人的产品外型扫描进来了以后,你推动逆向工程进行一个实体软件,然后我通过3D打印可以把这个东西打印出来。做这个打印机,软件功能非常大,设备这一块不是很难。还是还有一个是工艺,目前在国内3D打印金属打印非常难做。有两个原因,第一个是金属粉末,这个金属粉末要求非常高。第二个是三方软件,这个在国外有一些成熟,国内在这一块还有点欠缺。所以我们在这一块也做了很多的东西,前期一些基础准备工作。如果大家有机会到深圳,在我们实验室可以看到这个设备。
    6、激光熔覆工作。我本来不想讲这个,这其实是一个很传统,很老的工艺。但是我们现在汽车保有量那么大,后市场非常大,也就是说售后的维护,包括报废的流程,很多零件可以再制造利用,比如轴,其实损耗一点点,如果我把表面精密堆一层还是可以用的。一辆2千万的车,是不是过了几年就会报废这么多轴呢?这在未来是一个很大的市场,重庆钢厂专门做汽车零部件的再制造,通过他们的加工再回到整车厂,他们也是一种针材的制造。所以我们叫精准修复,绿色节能。淬火,也是节能的。这些工艺在很多修复,也需要这个工艺,这个设备可以一机两用,又可以熔覆,又可以淬火。只需要换一个头。所以有很多工厂,有很多激光头放在那里没有用,如果进行修复再利用,也是一个资源的节约。所以这个工艺,也是一个环保的工艺。我们做设备是为制造业提供一个环保、绿色的工艺和装备。这是从制造业的程度来讲的,怎么来达到环保,怎么是绿色?
    第三,大族布局工业智能制造。这是我们大族未来基础工业装备知名的经销商,也是有它远期的规划,有一个远大的目标。它不光做一个激光的单元,他已经在布局,我们切入实际,从智能制造到智能化一个线体的方案。我不禁是给你解决一些激光工艺的问题,你上下游的工业链我都可以为你工作,是一个一揽子工程。第一个是我们并购了沈阳赛特维工业公司,另外我们跟中航国际收购西班牙ARITEX公司,我们要利用国外的工艺为国内提供一些全套的服务。这是我们公司全线的切割线,这是一整套的解决方案。包括宇通,还有徐工他们用了我们的线,一条线5000万,可以解决很多招工难的问题,这个工种是工作环境不太的工种,很多年轻人不愿意干这个工作,所以我们用机械和机器人来解决这个问题。
    这是拼焊板,拼焊设备我们在全国投入了30多台设备。这是一个Aritex自动化车间解决方案,整个的车间可以拆开解决所有的线体。他主要跟德国的大众、宝马合作比较多。所以他们也希望借助我们这个平台进入到中国市场,我们两家公司合作的契机也在这里。
    谢谢大家,我要讲的就是这么多。   

(根据现场速记整理,未经本人审阅)

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