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特斯拉上海工厂正式开工 激光企业如何把握机会?

随着环境污染的问题日益严重,传统燃油汽车的高排放也成了各国政府及人民关注的问题。在这样的背景下,新能源汽车迎来了高速发展的时期,相关企业动作频频。

2019年1月7日,特斯拉上海超级工厂正式启动建设,特斯拉CEO马斯克出席了现场奠基仪式。据公开资料显示,上海超级工厂项目总投资达500亿元人民币,一期投资160亿元,初期将先建成组装产线,随后推进特斯拉“国产化”进程。一期项目建成后,生产车型包括Model 3和Model Y。该工厂预计2019年试产,2020年实现量产。预期年产25万辆纯电动整车。

特斯拉CEO马斯克

特斯拉上海工厂的建立,对特斯拉本身而言,能缓解其产能压力;对广大用户而言,有望以更低廉的价格购得特斯拉汽车;对车辆加工产业链的各环节而言,则意味着拥有了更多的业务拓展空间。这其中,就包括在汽车工业中得到广泛应用的激光技术。

激光切割

据了解,在欧美等发达工业国家有50%~70%的汽车零部件是用激光加工来完成的,国内车企也逐渐在加工过程中引入激光切割技术。激光切割具备边缘质量高、低热量输入、加工速度快等优点,在零部件、车身、车门框、后备箱、车顶盖等金属材料,安全气囊的布料、汽车内饰所使用的复合材料等各方面均有应用。

激光切割

激光器作为灵活的加工工具,可以非常容易地集成到机器人及其他自动化装置上,并为各种自动化部件及材料的切割提供解决方案。代表性的激光切割机设备制造商如德国通快TRUMPF、瑞士百超BYSTRONIC、意大利PRIMA等,国内的大族激光、华工激光、奔腾激光等均陆续开发出了大功率、大幅面、三维立体、数控自动的激光切割机,大大推动了汽车制造、航空航天等各产业的生产效率。

激光焊接

激光焊接技术是车辆加工中应用最为广泛的激光技术,其优点在于极高的焊接速度,稳定的焊接质量,焊接精度高,材料热变形小,并且易于整合到自动化操作系统中。在汽车车身焊接、管材焊接、动力电池焊接及仪表盘焊接等方面,无论是焊接强度、精度还是焊接速度,激光均有着独到优势。

激光焊接在白车身制造中的应用主要有普通激光焊接、激光钎焊、激光远程焊接等。普通激光焊接工艺主要被用于车顶焊接,可以降噪和适应新的车身结构设计。激光钎焊与传统的MIG钎焊类似,其区别在于它采用激光源来熔化焊丝,填充焊缝,以形成焊接接头。远程激光焊接为非接触式焊接,采用专门的镜头将激光聚焦在1~2m远的焊接工件上,镜头由机器人驱动,通过机器人移动和激光聚焦点的变化,灵活地实现各个部位的焊接。此外,“中国制造2025”规划中明确要求,到2020年通过高强度钢、铝镁合金等复合材料在汽车上的应用,实现平均整车减重目标5%至20%。采用激光焊接取代传统点焊,是当前实现汽车轻量化的最优途径。

随着自动驾驶技术和新能源技术兴起,越来越多汽车开始装配动力电池,而新能源电池的出厂离不开激光焊接。OFweek激光网小编了解到,在整个动力电池制造中,包括电芯、模组和pack中有约19个主要构件部位需要焊接,其中,有11个目前必须使用激光焊接才能完成。而在方壳电池中,密封钉、盖板组件以及封口都需要用到激光焊接;在圆柱电池及模组中,需要用到激光焊接的部分则有极耳、盖帽、汇流排等等。

动力电池是一个安全性要求非常高的产品,电池漏液可能会导致模组内电池间短路,易造成高温起火等事故,而电池中裂纹和孔洞的存在则是焊缝密封失效的潜在因素。因此,使用激光进行高质量焊接是电池制造中非常关键的部分。

激光表面处理

除了激光切割和激光焊接外,激光表面处理也在汽车上有所应用,包括激光硬化、激光去层、表面活化以及激光堆焊等。

激光相变硬化是利用激光将材料表面加热到相变点以上,随材料自身冷却,奥氏体转变成马氏体,从而硬化材料表面。齿轮箱、气缸、活塞环槽、气门座圈、气门导管等零件的表面硬化处理已获得成功应用。

在激光堆焊工艺中,最为人熟知的是激光熔覆。汽车加工行业通常利用粉末进行激光堆焊,它可以作为工件的保护膜,起到防磨损防腐蚀的作用,同时也具有耐高温耐侵蚀(液体)的特点。在汽车行业,工件的最小失真率和高灵活性是两个重要标准。由于减少了热输入并使用了添加材料,热微裂和孔隙也得以避免。利用填充焊丝进行的激光堆焊可用于修理工件、改善材料的耐磨性、实现小的设计改良,并纠正制造缺陷。

企业动态

近年来,大族激光通过“合纵连横”战略布局,打通了电池制程设备闭环产业链。2016年4月,大族战略控股东莞骏卓公司,实现软包动力电池、铝壳动力电池设备及模组/Pack线和公司激光焊接设备无缝对接;2016年8月,战略控股深圳铂纳特斯公司,实现公司激光焊接设备与注液机无缝对接;2018年8月,大族激光对外公告中标新能源客户宁德时代的通知,中标金额累计3.53亿元,中标项目主要包括激光模切设备、焊接设备、成形设备等。

华工激光新能源设备事业部成立

华工激光在汽车领域布局已久。在新能源汽车核心部件之一的动力电池方面,华工激光将激光焊接技术与自动化、智能系统结合,打造了汽车动力电池全自动封口线,用先进的激光加工工艺,助力新能源汽车动力性能上的提升。此外,华工激光自主研发的国内首条新能源汽车全铝车身焊装生产线,打破了日韩欧美等国家的垄断,增强了国内汽车制造业的核心竞争力。汽车以及相关零部件领域和消费电子领域是华工激光着重的两大发展方向,而新能源汽车则是汽车领域的重中之重。2018年4月10日,华工激光在深圳成立了新能源设备事业部,彰显出华工激光对该领域的重视程度又上升到了一个新的高度。

当前,国家大力推动产业升级,为激光技术的发展提供了广阔的发展空间。环境问题的日益凸显,也为新能源汽车产业的发展开辟出一条高速发展的道路。激光技术凭借其在加工上优异的特性,必将搭上新能源的快车,驶向更广阔的未来。

但不可忽视的是,汽车加工对品质要求更高,不论是零部件、车身、还是动力电池,都对加工工艺有着非常严格的要求。在OFweek激光网小编看来,特斯拉在上海建厂,固然带来了一块巨大的蛋糕,但如何把蛋糕吃到嘴里,还要看各家激光企业的“硬实力”。

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