隨著汽車輕量化、個性化、電氣化進(jìn)程的飛速發(fā)展，激光加工被各大汽車廠商及上游零部件供應(yīng)商廣泛應(yīng)用。因不斷豐富的激光工藝，以及自動化集成，使得汽車工業(yè)成為激光加工應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)中，50%-70%的汽車零部件使用激光加工技術(shù)制造。我國汽車產(chǎn)業(yè)龐大，產(chǎn)業(yè)鏈完整，激光技術(shù)市場需求巨大。本文將主要介紹3D動態(tài)聚焦技術(shù)在汽車工業(yè)制造中的應(yīng)用。

　　一、超大異形復(fù)雜工件的激光標(biāo)刻：

　　標(biāo)刻在汽車行業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛，從車身車架、輪轂輪胎、座椅中控、方向盤儀表盤、內(nèi)外飾等，都有著激光標(biāo)記的身影。激光標(biāo)刻可實現(xiàn)整車及零部件的溯源與內(nèi)飾外飾件個性化圖案雕刻，豐富汽車工業(yè)設(shè)計等作用。

　　早期2D振鏡加裝場鏡的激光裝備，加工范圍以小幅面的平面為主，如按鍵、儀表盤等小圖標(biāo)的標(biāo)記。3D激光工藝是通過利用激光與3D動態(tài)聚焦技術(shù)，三維大幅面工件表層上瞬間調(diào)節(jié)激光光斑焦點，實現(xiàn)整個復(fù)雜構(gòu)件一次性完整刻蝕，減少了拼接以達(dá)到更高的加工效率，還可以讓設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單，集成便捷。

　　二、大幅面激光切割：

　　在汽車制造中，皮革、織物、塑料等材料大量的使用3D激光切割工藝，如汽車座墊織物、氣囊布、注塑件水口等的切割。3D大幅面模切技術(shù)具有加工靈活和高效的特性，與傳統(tǒng)的機(jī)械膜切相比，具有以下幾個特點：

　　1. 所見即所得，3D激光切割面對各式各樣的膜切需求，無需使用切割模具進(jìn)行模切加工，切割圖形可在激光軟件內(nèi)隨意變換。因此大大提高了材料的利用率，減少了制造切割模具的成本與時間。

　　2. 加工效率高。振鏡掃描切割，掃描速度快，動態(tài)性能好，在流水線高速切割系統(tǒng)中大量使用。

　　3. 更大的范圍和更精細(xì)的切割。搭載動態(tài)聚焦系統(tǒng)的3D激光，采用前聚焦模式，可以實現(xiàn)更大的工作范圍以及曲面加工，同時更小的聚焦光斑，其能量密度更高，切割過程熱效應(yīng)更小，切割邊緣毛刺和熱熔現(xiàn)象更小。

　　三、自動化大幅面異形件激光清洗、毛化：

　　激光清洗和毛化都是用來對工件進(jìn)行表面處理，為后面的工序提供合適的表面要求。

　　激光清洗主要是用來移除工件表面的油污等污染物或者漆層、保護(hù)膜等。如輪轂剝表面除漆：常用的汽車鋁合金雙色輪轂需要經(jīng)過“生產(chǎn)前處理”→“打磨”→“噴粉”→“噴色漆”→“打磨”→“噴清漆”等工序，3D激光清洗主要替代噴漆后打磨工序，將輪轂異形表面的油漆清理干凈。傳統(tǒng)機(jī)械式打磨(磨光機(jī)、氣動磨頭)，磨頭消耗大，人員工作環(huán)境惡劣。激光清洗無耗材，無接觸，打磨過程無需人員，效率高。

　　激光毛化的作用是在工件表面形成微坑，增大粗糙度，為后期油漆、膠水或焊接等工序增大附著力，3D激光毛化主要是加工異形工件，無需拼接，一致性好。比如蓋板涂膠位置毛化應(yīng)用。

　　通過加載動態(tài)聚焦系統(tǒng)的3D激光，可預(yù)先在控制軟件中對工件模型設(shè)定合適參數(shù)，實現(xiàn)對異形曲面工件一次性均勻地進(jìn)行清洗或毛化處理，整個加工過程效率高、一致性好，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

　　四、激光掃描焊接：

　　早期在汽車車燈焊接應(yīng)用中，摩擦焊、熱板焊接較為常見。隨著主機(jī)廠對車燈焊接效果要求的提高，以及車燈造型設(shè)計趨于多樣化和復(fù)雜化。在多種焊接技術(shù)效果對比，塑料激光掃描焊接以焊縫美觀、焊接靈活、強(qiáng)度高等特點，成為車燈焊接技術(shù)中的“潛力股”。因此激光掃描焊接順應(yīng)趨勢發(fā)展，成為車燈焊接工藝的選擇方向之一。

　　車燈的外觀造型多樣化和復(fù)雜化，這對傳統(tǒng)的2D激光掃描焊接提出了更大的挑戰(zhàn)。3D動態(tài)聚焦技術(shù)通過軟件導(dǎo)入車燈模型，利用動態(tài)聚焦系統(tǒng)控制激光，可對復(fù)雜的車燈進(jìn)行曲面一次性無接觸式掃描焊接加工。同時，動態(tài)聚焦系統(tǒng)能夠進(jìn)行更大幅面，無需拼焊。在異形復(fù)雜造型、貫穿式超大尾燈等款式的車燈中應(yīng)用廣泛。

　　五、 激光浮雕、深雕：

　　激光浮雕工藝，常見于汽車制造中的鑄造模具，如缸體與輪轂等表面的型號、生產(chǎn)日期等信息刻印，在模具上刻上有一定深度的文字或條碼，鑄造后在鑄件表面留下對應(yīng)的內(nèi)容。機(jī)床加工微小文字及圖形難度大，激光3D浮雕輕松滿足需求。激光3D浮雕工藝直接在軟件導(dǎo)入三維數(shù)字建模，通過動態(tài)聚焦系統(tǒng)控制激光減材加工，實現(xiàn)浮雕字體以及倒角等效果。激光加工精度與效率高、無殘余機(jī)械應(yīng)力、可以實現(xiàn)更小尺寸的微雕等，在精密加工領(lǐng)域中不斷發(fā)展。

　　菲鐳泰克FR30-F動態(tài)聚焦系統(tǒng)在汽車工業(yè)制造中可用于：切割、焊接、打標(biāo)、清洗、表面改性、增材等3D激光工藝。FR30-F采用動態(tài)聚焦系統(tǒng)控制，其突破傳統(tǒng)打標(biāo)的維度和工作幅面限制，可在1200*1200mm加工范圍內(nèi)實現(xiàn)3D曲面，臺階，錐面，斜面等物件進(jìn)行無失真激光工作。在目前，此產(chǎn)品已經(jīng)在主要汽車品牌的生產(chǎn)線上得到了落地應(yīng)用。

　　當(dāng)激光從一種工具變成一種創(chuàng)新工具，有工藝內(nèi)涵的動態(tài)聚焦系統(tǒng)位居功臣之列，專業(yè)開發(fā)動態(tài)聚焦系統(tǒng)的團(tuán)隊和企業(yè)被賦予了更多的期待。菲鐳泰克立足以工業(yè)激光3D動態(tài)聚焦系統(tǒng)領(lǐng)跑者為戰(zhàn)略，深耕動態(tài)聚焦系統(tǒng)的應(yīng)用工藝，先后推出基于激光器輸出光束的前聚焦動態(tài)聚焦系統(tǒng)、后聚焦的動態(tài)聚焦系統(tǒng)以及可靈活定制的動態(tài)聚焦單元DFM(Dynamic Focus Module)。

　　未來，菲鐳泰克將持續(xù)加強(qiáng)與裝備集成商的協(xié)作，為實現(xiàn)加工工藝的完整落地和關(guān)鍵指標(biāo)的工藝驗證付諸更多的行動，為更多行業(yè)集成商提供完善的閉環(huán)裝備工藝方案。