輕量化結(jié)構(gòu)和電動(dòng)交通工具的生產(chǎn)需要在靈活性和生產(chǎn)率之間取得平衡。

Hybrid lightweight construction and electromobility require a balancing act between flexibility and productivity.

多功能激光加工頭，來源：Fraunhofer ILT。

切割、焊接與3D打印

      弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（Fraunhofer ILT）正在協(xié)調(diào)一項(xiàng)名為MultiPROmobil 的研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目主要涉及開發(fā)一種可實(shí)現(xiàn)切割、焊接和增材制造（3D打?。┤N功能的激光加工頭，這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)鈑金加工行業(yè)將為提供顯著的生產(chǎn)力和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。MultiPROmobil 項(xiàng)目中的四個(gè)合作伙伴通過開發(fā)這款多功能激光加工頭，應(yīng)對(duì)新能源、電動(dòng)汽車制造領(lǐng)域不斷變化的生產(chǎn)和技術(shù)挑戰(zhàn)。

使用多功能激光頭加工汽車結(jié)構(gòu)部件，來源：Fraunhofer ILT

    根據(jù)Fraunhofer ILT，新能源汽車設(shè)計(jì)迭代快，產(chǎn)量大小存在波動(dòng)，新能源汽車制造商對(duì)于創(chuàng)新的生產(chǎn)理念的追求，使得新能源汽車的生產(chǎn)需要在靈活性和生產(chǎn)率之間取得平衡。Fraunhofer ILT Dirk Petring博士表示，在動(dòng)蕩的市場(chǎng)中，激光技術(shù)與數(shù)字化相結(jié)合是成本效益生產(chǎn)的重要推動(dòng)因素，集成了切割、焊接和增材制造多功能激光加工頭的機(jī)器人，將被應(yīng)用于輕量化電動(dòng)汽車的制造。

      除了 Fraunhofer ILT 之外，研發(fā)這一多功能激光頭的合作方包括Bergmann＆Steffen 公司，CAE Innovative Engineering 公司和激光加工與咨詢中心（LBBZ ）。激光頭來自于Laserfact 公司。目前，增材制造/3D打印功能已經(jīng)可以通過更換激光頭來實(shí)現(xiàn)，而MultiPROmobil 項(xiàng)目的目標(biāo)是共同優(yōu)化這個(gè)激光頭，將切割、焊接和增材制造三個(gè)功能集成在一個(gè)激光頭中，無需更換激光頭或噴嘴。

      除了硬件開發(fā)，該項(xiàng)目還專注于為優(yōu)化的工藝鏈，開發(fā)智能設(shè)計(jì)和仿真軟件。項(xiàng)目項(xiàng)目合作伙之一CAE Innovative Engineering負(fù)責(zé)通過“數(shù)字雙胞胎”，數(shù)字化將要生成的機(jī)器，工藝和組件，從而便識(shí)別和改進(jìn)工藝鏈中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。MultiPROmobil合作伙伴使用高度靈活的工藝鏈，可以數(shù)字化顯示新的車輛組件，然后對(duì)它們進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。在項(xiàng)目合作伙伴LBBZ所打造的工業(yè)環(huán)境中，帶有多功能激光加工頭的機(jī)器人，將能夠制造新能源汽車的仿生車輛結(jié)構(gòu)。該技術(shù)的第一個(gè)應(yīng)用示例為電動(dòng)車輛的三角形控制臂，該部件將在優(yōu)化設(shè)計(jì)和切割后，在多功能激光機(jī)器人單元中進(jìn)行焊接和增材制造。而完成這些制造流程，不需要更換激光頭。

Bergman＆Steffen 公司負(fù)責(zé)為多功能激光頭的研發(fā)提供靈活的夾緊技術(shù)。

     將來，多臺(tái)多功能機(jī)器人將被用于柔性制造單元中，具體數(shù)量取決于汽車裝配線的規(guī)模以及制造商對(duì)于生產(chǎn)周期的要求。MultiPROmobil 項(xiàng)目的參與者預(yù)測(cè)，該技術(shù)將使新能源汽車制造商工程效率得到提高，啟動(dòng)時(shí)間減少約30％。此外，他們希望單位成本和資源消耗至少降低20％。

       Fraunhofer ILT與Laserfact 的多功能激光加工頭技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)中使用，例如在鋼鐵工業(yè)的涂層和檢測(cè)線中被用于切割和焊接，以及生產(chǎn)高精度金屬組件。隨著多功能激光加工頭技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，MultiPROmobil 項(xiàng)目將特別吸引那些對(duì)未來電動(dòng)汽車市場(chǎng)做出重要貢獻(xiàn)的中小型公司。

Review

Fraunhofer ILT 所推動(dòng)的多功能激光加工頭技術(shù)，旨在應(yīng)用于輕量化的電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)部件加工領(lǐng)域。

《3D打印與新能源汽車白皮書》

目前3D打印技術(shù)在新能源汽車制造領(lǐng)域的切入點(diǎn)正是制造輕量化部件與熱管理部件。

《3D打印與新能源汽車白皮書》

   汽車制造領(lǐng)域還嘗試了一種輕量化車身的增材制造方式，通過選區(qū)激光熔化3D打印技術(shù)制造出金屬“節(jié)點(diǎn)”，用于連接碳纖維管材。