El uso de láseres a través de la interacción con la materia, el procesamiento o el moldeo de acuerdo con ciertos requisitos, denominados colectivamente fabricación ligera. En los últimos 20 años, la tecnología de fabricación ligera ha penetrado en campos e industrias de alta tecnología, y ha comenzado a reemplazar o transformar algunas industrias de procesamiento tradicionales. En la industria automotriz en los países desarrollados, 50% -70% de las piezas son procesadas con láser. La tecnología de fabricación ligera desempeña un papel cada vez más importante en la mejora del nivel de I + D y fabricación de la industria del automóvil.
Primero, las características de la tecnología de fabricación ligera.
En la actualidad, la fuente de luz utilizada en la tecnología de fabricación de luz es principalmente láser. El rayo láser tiene las características de alta densidad de energía, alto paladio y alta directividad, lo que hace que la tecnología de fabricación de luz tenga muchas ventajas que no están disponibles en las técnicas de fabricación tradicionales. La herramienta utilizada en esta tecnología es la "cuchilla láser", no hay desgaste de la herramienta durante el mecanizado; ninguna fuerza de corte afecta la pieza de trabajo durante el proceso de mecanizado, por lo que la pieza de trabajo no tiene deformación de trabajo en frío; Debido a que la velocidad de inyección de energía es alta durante el mecanizado, el impacto de calor en la pieza de trabajo es muy pequeño, por lo que la pieza de trabajo tiene poca deformación térmica y se puede acercar o alcanzar un estado de mecanizado "frío", lo que permite una fabricación de alta precisión que no puede ser realizada por técnicas convencionales; el láser tiene un buen control espacial (cambio de dirección del haz, rotación, escaneo, etc.) y control de tiempo (apertura), apagado, intervalo de pulso), especialmente adecuado para procesamiento automatizado, alta eficiencia de producción en la fabricación a gran escala; El material del objeto de procesamiento láser, la forma, el tamaño y el entorno de procesamiento tienen un alto grado de libertad; bajo ruido, sin radiación dañina y residuos, el proceso de producción tiene poca contaminación ambiental; puede ahorrar moho, acortar el ciclo de desarrollo del producto, reducir el costo de desarrollo; Menos desperdicio de material y bajo costo de fabricación en la producción a gran escala.
En segundo lugar, la categoría de tecnología de fabricación ligera en la industria automotriz.
La tecnología de fabricación ligera en la industria automotriz se puede dividir en tres categorías: procesamiento "frío" ligero, procesamiento "caliente" ligero y creación rápida de prototipos ligeros.
1. Tecnología de procesamiento ligera "en frío"
Las técnicas de fabricación ligera que corresponden a los procesos convencionales de trabajo en frío incluyen corte por láser, perforación por láser, marcado por láser y corte por láser.
La velocidad de corte con láser es rápida, la incisión es suave y plana, el paralelismo del recorte es bueno, no se compra ningún procesamiento posterior; la hendidura es estrecha; la hendidura no tiene tensión mecánica ni rebabas de corte; La precisión de procesamiento es alta, la repetibilidad es buena y la superficie de la pieza de trabajo no está dañada.
Velocidad de perforación láser y alta eficiencia, adecuada para una gran cantidad de procesamiento de agujeros grupales de alta densidad; La perforación láser puede obtener una gran relación de profundidad a diámetro, puede procesarse en materiales duros, frágiles, blandos y de otro tipo, incluso en pequeños agujeros mecanizados en la superficie inclinada del material difícil de mecanizar; El proceso de perforación láser es limpio y libre de contaminación.
El marcado láser es marcado sin contacto, rápido, el marcado no es fácil de usar, la máquina de marcado láser es fácil de combinar con la tubería.
El corte por láser es un proceso similar al fresado en mecanizado. Utiliza un rayo láser enfocado para cortar el material capa por capa.
2. Tecnología de procesamiento ligera "en caliente"
Las técnicas de fabricación de luz correspondientes a las técnicas convencionales de procesamiento térmico incluyen soldadura por láser, fortalecimiento de la superficie con láser, revestimiento con láser y aleación.
La soldadura por láser es un proceso en el que se utiliza un rayo láser de alta intensidad para calentar localmente el metal que se fundirá por encima de la temperatura de fusión para formar una unión soldada. Puede soldar materiales especiales como metales de alto punto de fusión, no metales, materiales compuestos, etc. También puede realizar la soldadura de materiales diferentes y la soldadura de estructuras especiales; la soldadura tiene la función de "autolimpieza", la calidad de la soldadura es alta; la soldadura se puede llevar a cabo con precisión, generalmente no se requiere Llenado de metal; el rayo láser y los múltiples dispositivos forman un sistema de procesamiento flexible a través del sistema de guía de luz, el grado de soldadura es alto y la eficiencia de producción es alta; En la soldadura por haz de alta energía, la mayor característica de la soldadura láser es que no se necesita una cámara de vacío y no se generan rayos X. .
La mejora de la superficie del láser se divide en endurecimiento por transformación de fase láser y endurecimiento por fusión láser. El endurecimiento por transformación de fase con láser, también conocido como enfriamiento con láser, consiste en escanear rápidamente una pieza de trabajo con un rayo láser de alta energía, de modo que la temperatura de la superficie del metal o aleación irradiada se eleve a un punto por encima del punto de fase con una velocidad muy rápida. Cuando el rayo láser abandona la parte irradiada, debido a la conducción de calor, el sustrato en estado frío se enfría rápidamente y se autoenfría y se apaga para obtener una estructura de capa fina endurecida, y la dureza es generalmente más alta que la dureza de enfriamiento convencional; el proceso de endurecimiento por fusión con láser es similar al proceso anterior, excepto que el láser hace que la superficie del material se caliente a una temperatura más alta, y se forma una fina capa de estructura fina endurecida por llama en la superficie de la parte final.
El revestimiento láser utiliza un haz láser de alta energía para iluminar el material depositado para fusionarlo rápidamente con una capa delgada en la superficie del sustrato para formar un recubrimiento de aleación con composiciones y propiedades completamente diferentes unidas metalúrgicamente al sustrato.
3. Creación rápida de prototipos
El principio de la tecnología de creación rápida de prototipos ópticos es controlar el modelo y los datos de acuerdo con el cad de la parte bajo el control de la computadora. El rayo láser se utiliza para solidificar el material de moldeo capa por capa. La superficie (capa) de la pieza está construida por puntos y líneas, y la superficie se apila con precisión en tres dimensiones. El proceso de un modelo sólido o parte. El uso de la tecnología óptica de creación rápida de prototipos puede acortar significativamente el ciclo de desarrollo del producto, reducir en gran medida los costos de desarrollo y puede producir rápidamente productos que se adapten a los cambios del mercado, y mantener y mejorar la competitividad de los productos en el mercado. Al mismo tiempo, el uso de la tecnología de creación rápida de prototipos ópticos también es una forma técnica efectiva de lograr ingeniería paralela y fabricación ágil.
En el nuevo siglo, la industria automotriz está entrando en una etapa de producción ajustada que puede realizar un procesamiento flexible de acuerdo con los requisitos del usuario. La industria automotriz ha desarrollado un método de producción modular flexible. La industria automotriz moderna también se está desarrollando en la dirección de la alta tecnología tecnológica, y la tecnología automotriz está experimentando la transformación de la tecnología de fabricación mecánica tradicional en tecnología de fabricación avanzada. La tecnología de fabricación ligera ha inyectado vitalidad en el desarrollo y la producción de automóviles. Se puede esperar que la aplicación de la tecnología de fabricación ligera en la industria automotriz se desarrolle rápidamente en este siglo y se convierta en un método de procesamiento importante para la industria automotriz.
