Tẩy trắng bằng tia laser đến OEM ô tô

Release Date :15/Th5/20221 Views : 64

Lịch sử

Thuật ngữ tẩy trắng bằng laser không phải là mới, nhưng nó có thể gây ra sự nhầm lẫn, đặc biệt là đối với những người bên ngoài chuỗi cung ứng ô tô. Nó không hề liên quan đến “khoảng trống được hàn theo yêu cầu”, đôi khi được gọi là “khoảng trống được hàn bằng laser”, trong đó các cấu hình cắt khác nhau được nối bằng cách hàn laser để tạo ra một trống duy nhất có các đặc tính phù hợp với ứng dụng.

Khái niệm về tẩy trắng bằng laser ở Mỹ bắt nguồn từ những năm 1990. Vào khoảng đầu thiên niên kỷ, một tập đoàn đa công ty có tên là Laser Blanking Central đã đặt ra một câu hỏi mà khi nhìn lại, nó đã đi trước thời đại: Điều gì sẽ xảy ra nếu một máy ép phôi có thể được thay thế bằng một hệ thống cắt laser nạp cuộn dây?

Nhóm, bao gồm các công ty như DCT ở Sterling Heights, Mich., Và Alabama Laser Systems ở Munford, Ala., Cùng với các chuyên gia laser như Charles Caristan (hiện là thành viên kỹ thuật tại Air Liquide), đã phát triển một số khái niệm ban đầu. Một cuộn dây sẽ được đưa vào máy cân bằng độ chính xác, sau đó đưa vào giường cắt laser, sau đó rô bốt hoặc các thiết bị khác sẽ hạ tải các bộ phận đã cắt và (khi cần thiết) xử lý khung xương. Kể từ đó, công nghệ tiên tiến, bao gồm cả laser sợi quang có độ sáng cao, đã biến khái niệm đó thành hiện thực.

Tại sao tẩy trắng bằng Laser?

Ngành công nghiệp ô tô ngày nay có nhiều biến thể về mẫu mã hơn bao giờ hết, điều này tất nhiên đã khiến những thay đổi về khuôn mẫu trở thành mục tiêu cải tiến. Đổi chết trong một phút (SMED) là một ý tưởng tuyệt vời, nhưng không có chết để thay ngay từ đầu thì thậm chí còn tốt hơn.

Đầu cắt Schuler của hệ thống tẩy trắng laser tại nhà máy Daimler

Mỗi đầu laser trong số ba đầu của hệ thống đều có giá đỡ riêng.

Khuôn cắt phôi tiết kiệm chi phí nhất khi nó tạo ra các phôi có đường thẳng và góc cạnh. Một tia laser thích làm việc với trống có đường viền, nơi đầu cắt không bao giờ phải giảm tốc hoàn toàn, quay và tăng tốc xung quanh một góc nhọn và nó chỉ xảy ra khi nhiều hình dạng có đường viền đó hỗ trợ khả năng định hình trong máy dập, đặc biệt là đối với quy trình vẽ. Bất kể hình dạng trống nào, phương pháp tẩy trắng bằng laser cho phép các kỹ sư điều chỉnh nó để tạo hình tốt hơn.

Ô tô và xe tải trong tương lai cũng sẽ cần nhẹ hơn và an toàn hơn, do đó nhu cầu về thép cường độ cao tiên tiến và các vật liệu khác với tỷ lệ độ bền trên độ dày dường như ngày càng tăng. Những vật liệu này không tốt để tẩy trắng khuôn. Mặt khác, laser không quan tâm đến độ bền kéo của vật liệu, mà chỉ quan tâm đến độ dày và khả năng hấp thụ năng lượng của loại vật liệu đó. Quá trình tẩy trắng bằng laser không loại bỏ tất cả các mối quan tâm về vật liệu có độ bền cao, vật liệu được nạp bằng cuộn dây vẫn cần được làm phẳng trước khi đến đầu cắt laser, nhưng việc loại bỏ khuôn tẩy trắng sẽ giảm thiểu một số trở ngại kỹ thuật.

Một điệu nhảy được biên đạo kỹ lưỡng

Andreas Heuer, người đứng đầu bộ phận công nghệ hình thành tại Mercedes-Benz cho các nhà máy Gnticnau và Kuppenheim, bắt đầu xem xét quá trình này vì những lý do hoàn toàn thực dụng: Công ty không muốn thay đổi nhà máy hiện có của mình để nhường chỗ cho những nền tảng máy móc khổng lồ, lặp lại hố, và một khoang cao cho các cần trục trên cao được yêu cầu thay đổi khuôn dập phôi.

Ông nói: “Chúng tôi không cần thêm không gian để cất giữ khuôn và cũng không cần cần trục trên cao để thay khuôn nữa. “Tính linh hoạt cao đi kèm với công nghệ này cũng rất có lợi cho chúng tôi, bởi vì chúng tôi có ngày càng nhiều loại phương tiện.

“[Phôi laser] cũng có những thay đổi hình học đơn giản hóa trong quá trình giới thiệu bộ khuôn mới [để tạo hình],” Heuer tiếp tục, nói thêm rằng một số thay đổi hình học trống đã hỗ trợ quá trình vẽ xuôi dòng. “Đối với một số bộ, chúng tôi đã tạo ra sáu đến tám hình [trống] khác nhau. Điều này đã cho phép chúng tôi thực hiện các thay đổi một cách nhanh chóng mà không làm gián đoạn hoạt động sản xuất hiện tại ”.

Daimler hiện đang sử dụng phương pháp tẩy trắng bằng laser để sản xuất một số thành phần cơ thể bên ngoài quan trọng về mặt thẩm mỹ. “Nhà máy đang đạt được tốc độ đường truyền trong một số ứng dụng lên đến 60 mét / phút,” Manuel Hunger, giám đốc kinh doanh tạiSchuler, người đã thiết kế và chế tạo dây chuyền tẩy trắng bằng laser của Daimler. “Ví dụ, dây chuyền đã sản xuất hơn 40 máy hút mùi mỗi phút.”

Heuer tiếp tục: “Chúng tôi đã cắt các khoảng trống cho tất cả các bộ phận bên ngoài thân xe và các bộ phận cấu trúc lớn hơn cho phần thân chính của ô tô và xe tải Mercedes-Benz. “Chúng tôi sử dụng các loại thép thông thường được sử dụng bởi các nhà sản xuất xe hơi khác, như thép mạ kẽm và nhôm, dày từ 0,65 đến 1,5 mm.”

Nhìn vào đường cắt tia laser của nhà máy đang hoạt động giống như đang xem một vũ điệu được dàn dựng kỹ lưỡng, với mỗi thành phần cơ khí và điện tử đều đóng một vai trò quan trọng. Một cuộn dây được tải vào hệ thống hoàn trả cuộn dây kép như cuộn dây trước đó đang trong quá trình xử lý. Nếu vật liệu mới yêu cầu, các băng của máy san bằng con lăn chính xác sẽ tự động hoán đổi trong vòng vài phút. Khi cần thay đổi cuộn dây, bộ mở cuộn sẽ chọn và đưa ra cuộn dây mới, cuộn dây này được đưa vào lò xo (không có lỗ nối tiếp) qua bộ cân bằng và vào hệ thống cắt laser.

Bao bì công việc cắt laser có ba đầu cắt laser, mỗi đầu có một nguồn năng lượng laser sợi quang IPG 4 kW riêng biệt. Các đầu di chuyển theo hướng X cũng như Y (qua dải).

Hunger nói rằng có ba đầu cắt laser tạo ra sự cân bằng tốt. Có ít đầu hơn sẽ làm chậm tốc độ chần, trong khi có nhiều đầu hơn dẫn đến số lượng khuyên, gia tốc và giảm tốc quá mức, đơn giản vì mỗi đầu laser sẽ chỉ cắt một phần nhỏ của tổ đi qua nó. Và là một phần của tấm được cho ăn liên tục, tổ thực sự đang “đi qua” tia laser.

Khoảng trống cắt laser vận chuyển của nhà máy Daimler.

Các bộ phận đã cắt được xếp chồng lên nhau, vận chuyển ra khỏi hệ thống và dàn dựng, sẵn sàng vận chuyển xuống hạ lưu.

Công nghệ cốt lõi của laser tẩy trắng không nằm ở bản thân quá trình cắt laser, mà thay vào đó là những gì xảy ra bên dưới kerf. Dải cần tiếp tục di chuyển, có không gian bên dưới để hút vật liệu nóng chảy và vẫn được hỗ trợ đầy đủ tất cả cùng một lúc.

Để thực hiện điều này, hệ thống tẩy trắng bằng laser sử dụng thông minh các băng tải kính thiên văn. Trong hệ thống tẩy trắng bằng laser của Daimler, hai băng tải rộng một phía trước (các) đầu laser hoạt động và một phía sau, được định vị với khoảng cách nhất quán giữa chúng di chuyển tới và lui theo hướng X (với và ngược lại với dòng vật liệu), được đồng bộ hóa với hành động cắt. Điều này đảm bảo hệ thống luôn duy trì một khoảng trống nhất quán bên dưới hành động cắt, nơi trọng lực và chân không kéo vật liệu nóng chảy, hạt và khói ra khỏi chính vết cắt. Schuler gọi hệ thống hút khói và băng tải đồng bộ này là “Công nghệ DynamicFlow.”

Denesting và xếp chồng

Sau khi cắt sẽ đi kèm với denesting và xếp chồng lên nhau, hai yếu tố quan trọng mà không có tia laser tẩy trắng sẽ không có nhiều ý nghĩa. Đúng vậy, một số hệ thống tẩy trắng bằng laser đã trở nên nhanh chóng trong một số ứng dụng nhất định đến mức chúng vượt xa một số hệ thống tẩy trắng thông thường, nhưng thực tế điều đó sẽ không có ý nghĩa nhiều nếu các khoảng trắng phải được phân loại theo cách thủ công.

Như Hunger đã giải thích, tẩy trắng bằng tia laser có một số tình huống làm mất trí nhớ, trong đó các bộ phận tốt được tách ra khỏi mảnh vụn. Đầu tiên liên quan đến công việc cắt tổ không để lại bất kỳ mảnh vụn nào. Những chiếc mũ trùm đầu được làm trống bằng la-de của Daimler, lần lượt được cắt theo đường thẳng, là một ví dụ điển hình. Các khoảng trống của mui xe kéo dài toàn bộ chiều rộng của dải, nhô ra khỏi tế bào laser, trải qua quá trình làm sạch, sau đó được đưa xuống các băng tải riêng biệt đến các máy xếp hiệu suất cao tương tự như được sử dụng trên các dây chuyền tẩy trắng truyền thống.

“Chúng tôi đang làm điều này [tại Daimler] vì việc xếp chồng của robot không đủ nhanh cho ứng dụng,” Hunger nói.

Một kịch bản denesting khác liên quan đến một cái tổ với mảnh vụn rơi ra trong một hoạt động được gọi là “đổ trọng lực”, xảy ra bên ngoài vỏ công trình laser. Phương pháp này chỉ hoạt động nếu phế liệu được định hướng và định hình sao cho dễ dàng rơi ra khỏi dải.

Từ đây việc xếp chồng có thể xảy ra theo một trong hai cách. Nếu hướng của bộ phận cho phép và sự đổ trọng lực được chứng minh là đáng tin cậy, thì các bộ phận đã cắt có thể chảy trực tiếp đến máy xếp, giống như chúng trong tình trạng không có phế liệu, trong khi phế liệu rơi vào máng phế liệu và vào một thùng rác. Ngoài ra, một loạt robot có thể nắm các bộ phận ra khỏi khung xương và vận chuyển chúng qua máng phế liệu lên băng chuyền dẫn vào máy xếp.

Tính sạch sẽ trong tẩy trắng

Daimler tẩy trắng các bộ phận bên ngoài quan trọng về mặt thẩm mỹ, do đó cần phải có quy trình làm sạch trống dựa trên bàn chải sau khi cắt laser. “Bụi bẩn và ô nhiễm bụi là những mối quan tâm lớn đối với chúng tôi,” Heuer nói và cho biết thêm rằng ngay cả khi không có bước làm sạch bổ sung, quy trình vẫn để lại “chỉ những bụi nhỏ không liên quan đến các bước quy trình tiếp theo của chúng tôi.

“Cho đến ngày nay, chúng tôi có thể nói rằng thiết bị, giống như các dây chuyền tẩy trắng truyền thống, cần được vệ sinh thường xuyên để đảm bảo độ sạch của phôi. Chúng tôi hiện đang làm vệ sinh tiêu chuẩn hai tuần một lần và làm sạch chuyên sâu nửa năm đối với tất cả các băng tải. ”

“Để giảm bớt việc làm sạch dây chuyền thủ công, mỗi băng chuyền có thể được trang bị một bộ phận làm sạch bằng chổi,” Hunger cho biết thêm.

Liên hệ Han’s Việt Nam
☎️0247.303.8678
????https://demowebvn.com/hanslaser/ https://automech.vn/
????https://www.youtube.com/watch?v=31G4sAr8Ljk

Hotline Zalo Messenger Up