洞悉汽车智造未来 激光技术大放异彩-----记通快2017汽车技术开放日

近日，在俗称“魔都”的上海城市街头，悄然风靡的电动汽车EVCARD逐渐形成一道新风景线，进入大众视线。随着环境问题的日益白热化，节能减排成为城市建设和社会发展共同研究的课题，积极响应号召的大众出行方式也在随之改变，这正是共享新能源电动汽车EVCARD能快速在城市立足，并且找到消费群体的原因。

而对于有车族，越来越多的车主也不再迷信车越重越好的“金科玉律”了。汽车瘦身减重，车型轻量化已经成为一种潮流。但是，实施汽车轻量化加工困难重重，要攻克的技术难关一道又一道。如今，这些难题都因为一种最前沿的加工技术得以迎刃而解，它就是激光。

4月26-27日，通快（TRUMPF）在其位于太仓的中国工厂隆重举行了为期两天的“通快汽车技术开放日”活动，围绕“汽车轻量化制造”以及“汽车强劲动力之源”的热点话题将更新、更成熟的汽车加工技术展现给寻求创新汽车解决方案的业界同仁。来自全国各地的整车厂、零部件制造商、动力电池制造商、集成商齐聚一堂，了解在过去两年间激光技术在汽车轻量化制造中的飞跃提升和广泛应用。

本次通开放日沿用了2015年的活动模式，以技术演讲与现场演示相结合，让与会嘉宾直观地了解、近距离地体验智能激光技术。同时，作为汽车技术开放日的特色项目合作伙伴联合展示也得以保留，库卡、发那科、新松、楚天工业、松兴、舒勒、阿比泰克、君屹、普雷茨特、安飞陆、瑞松、宝钢等12家企业受邀参展，在通快太仓工厂分别拿出各自看家技术，在各自的展台上，最大限度地诠释自己的技术和理念，共同将激光技术在汽车产业链上的应用展示得更为淋漓尽致。

同时，通快旗下大批夺人眼球的亮点产品和技术也在现场进行了演示。其中包括：I-PFO智能振镜；TruDisk碟片激光器；二维、三维汽车零部件柔性化激光系统TruLaser Cell 7040；多功能五轴激光三维系统TruLaser Cell 3000；3D打印系统TruPrint 1000；激光打标系统TruMark 3330；超高柔性钣金加工设备TruPunch 2000以及全自动折弯系列TruBend Cell 5000等。

下一代汽车智造的激光解决方案

首日的演讲围绕“汽车轻量化制造”的各个层面展开。通快（中国）激光技术部总经理 Thomas Harrer先生率先登场为大家带来了一系列旨在实现汽车革新制造的激光解决方案。他通过精彩的实例讲解让我们了解到包括激光切割、激光焊接、激光打标等在内的激光工艺是如何对门类广泛的车用材料实现最灵活的高效加工。例如，应用于奔驰S级与E级车门的铝材激光远程焊接；宝马7 SERIES车门采用的铝填丝激光焊接；汽车插接结构的激光远程焊接等等。

他同时还分享了德国电动邮政车辆的底盘设计，其中涉及电池包的轻量化设计——无法兰边设计的优势是更轻的重量，更少的生产工序以及更灵活的生产过程。而针对电动汽车的电池及电机的制造，激光依然是一种成熟的工具。“例如，新型的绿光焊接技术优势众多：焊接结果不受表面特性影响；更好的光束质量；铜等高反金属材料的加工效果更稳定；飞溅更少；无需对焊接表面进行特殊预处理；不需焊接保护气。”

那么，在工业4.0时代，通快为汽车行业带来了哪些智能激光解决方案呢？来自通快（中国）激光技术部行业与产品总监纪江华先生为我们做了解答。“首先，通快的智能激光解决方案旨在实现从激光器到加工结果的智能监控。作为为工业4.0时代开发的新一代智能激光器，TruDisk碟片激光器内置的30多个传感器能监控激光器内的重要参数，在精准时间协议下实现数据同步，高质量数据可用于状态监控和预防性维护。在汽车零部件加工方面，无论是激光切割、激光焊接、激光复合焊还是三光斑激光钎焊，TruDisk系列都能游刃有余，提供全方位的解决方案。”

其次，他还介绍了通快开发的一款智能振镜I-PFO。这款智能飞行焊接系统的亮点是将激光器、PFO和机器人三者合而为一。IPFO基于机器人和工件的位置，实时计算出需要焊接的位置，并通知激光器发射激光，实施焊接。如果将新I-PFO扫描振镜与机器人结合起来，便能在短短数秒内完成对更大工件的飞行焊接，可谓真正的“智慧升级”。德国奔驰便采用了这一系列的激光头实现了所有材料和连接形式的焊接。

当谈及新型轻量化材料的激光加工时，通快（中国）的三维切割技术经理费益先生以汽车行业使用的碳纤维复合物作为案例予以说明。“碳纤维复合物在汽车产业的使用驱动力在于其轻量化和排量最小化，同时更大的设计自由度提高了产品多样性，并减少后处理和接合连接。因此，碳纤维复合物创造价值必须以满足汽车批量生产的需求为前提。”

通快（中国）高级应用工程师陈新亚以“三光斑光束的激光钎焊技术”为题做了分享。据了解，基于其良好的搭桥能力、紧密连接性、焊缝美观、加工速度高以及热输入低等优势，激光钎焊在汽车行业得到了广泛的应用，如车尾行李箱盖、落水槽以及车顶等元素的加工。

新信息技术攻克工业4.0的生产挑战

据通快（中国）激光培训中心经理朱立汀先生表示，工业4.0是生产技术中的普遍挑战，从物联网（IoT) 延伸到服务网（IoS)。而通快的目标便是通过数字化来完成横向及纵向的优化，最终实现100%有效性——即消除无计划停机；以及100%利用率——即杜绝生产流程中的时间及物料的浪费。在此背景下，TruConnect通快状态数据监控服务应运而生。TruControl的突出优势包括实时的激光功率和能量监测、强大的用户诊断功能以及邮件发送和数据统计。而汽车也成为该技术状态服务的第一个试点行业。

“工业4.0是未来工业生产中成功的决定要素，激光是万能的工具并将得益于这一发展。首先，工业加工中的数字化可解决工业生产中各类的挑战：目标为100%可行+100%可利用。其次，数字化是在各个层面上的：从物联网到服务网；从智能机器到智能工厂管理继而延伸到业务联网及模块。另外，工业4.0是生产过程中及生产之间的数字连接。因此连接性、智能功能和智能产品是关键。大数据及云计算将提供新的服务，催生新业务模块。近几年，通快一直关注工业生产中的数字化，在工业4.0发展浪潮中处于领先地位。” 朱立汀总结道。

热成型零件制造中的激光应用新进展

上汽大众冲压规划经理高义峰先生的演讲围绕热成型零件在汽车上的应用。热成形技术的发展背景主要基于日益严格的环保要求汽车轻量化、日益严格的碰撞安全性法规要求、汽车制造质量对零件精度要求越来越高等。高义峰详细讲解了热成形技术在FABIA、昊锐、明锐、新途观和途昂等车型上的零件加工应用实例。

来自通快（中国）的产品经理侯寰超则是与大家分享了热成型零件制造中的激光应用新进展。“通快能够为这些应用提供最适宜的激光加工工具，如三维激光切割系统Trulaser Cell、激光焊接用的TruDisk碟片激光器和TruDiode 半导体激光器，以及激光打标技术TruMark等。此外，针对不同厚度及不同特性材料的激光拼焊，在焊接前需要攻克的挑战是去除铝硅涂层，这里的解决方案是采用超短脉冲激光。”

同时，他还介绍了远程激光叠焊的加工优点。“这种技术能够实现灵活的焊缝几何形状、每个焊接点仅需0.5s、最大加工距离可达1,200mm，并可配合机器人飞行焊。目前已经被成功用于白车身和汽车座椅。”

汽车动力传动系统的激光应用

汽车动力传动系统是一辆汽车的核心部件和技术，是汽车动力的来源，因而其连接强度和可靠性极为重要。而激光焊接就是这样一种连接工艺。

然而，在焊接过程中产生的飞溅和焊缝中的裂纹一直是困扰工程师们的问题。通快不仅仅是一家激光设备供应商，更是激光工艺开发的先行者。因而，通快一直致力于激光焊接工艺的优化。在这次开放日活动期间，来自通快德国工艺研发中心的Marcel Schaefer博士介绍了通快最新研发的无飞溅、无裂纹的激光焊接工艺。

与传统激光焊接工艺相比，这种新的激光焊接工艺，可将TruDisk 碟片激光器的焊接飞溅控制在非常低的水平，且可以在保证焊接质量的情况下，用相同的激光功率将焊接速度提高3倍，极大地提高了激光焊接效率。

不断变革 持续创新

Thomas Harrer先生在当天的活动现场表示，在汽车制造中，对轻量化材料和设计以及电动汽车而言，激光技术是柔性灵活且多功能的工具。通快很早就开始了对激光在汽车行业的研究征程，也是这一领域的的技术先驱者。

“中国汽车行业如今正处于快速发展阶段，2016年中国汽车销量超过2,800万，同比增长13.7%。不仅数量大幅增长，市场也面临着急速转型。社会和市场都在寻找一种环保方案。汽车行业正发生巨大的改变，电动汽车和轻量化设计正是在这种行业发展趋势下应运而生。电动汽车2016年的增长率为63%，是传统汽车涨幅的五倍，因此尤其需要轻量化来加强其续航能力。只要不断创新才能满足市场持续变化的需求。”

“毋庸置疑，变革带来新的挑战，去迎接他们的是我们的创造力和好奇心，携手客户一起开发解决方案，带领他们找到新的突破，这便是通快不断致力于开发激光新技术的使命。”他总结道。