L'utilisation de lasers par l'interaction avec la matière, le traitement ou le moulage selon certaines exigences, collectivement appelées fabrication légère. Au cours des 20 dernières années, la technologie de fabrication légère a pénétré des domaines et des industries de haute technologie et a commencé à remplacer ou à transformer certaines industries de transformation traditionnelles. Dans l'industrie automobile des pays développés, 50% à 70% des pièces sont traitées au laser. La technologie de fabrication légère joue un rôle de plus en plus important dans l'amélioration du niveau de R&D et de fabrication de l'industrie automobile.
Premièrement, les caractéristiques de la technologie de fabrication légère
À l'heure actuelle, la source lumineuse utilisée dans la technologie de fabrication légère est principalement le laser. Le faisceau laser a les caractéristiques de haute densité d'énergie, de palladium élevé et de haute directivité, ce qui fait que la technologie de fabrication légère présente de nombreux avantages qui ne sont pas disponibles dans les techniques de fabrication traditionnelles. L'outil utilisé dans cette technologie est le «couteau laser», il n'y a pas d'usure de l'outil lors de l'usinage; aucune force de coupe n'affecte la pièce pendant le processus d'usinage, de sorte que la pièce n'a pas de déformation de travail à froid; parce que la vitesse d'injection d'énergie est élevée pendant l'usinage, l'impact de la chaleur sur la pièce est très faible, donc la pièce a peu de déformation thermique et peut être approchée ou atteinte dans un état d'usinage "froid", permettant une fabrication de haute précision qui ne peut pas être effectuée par techniques conventionnelles; le laser a un bon contrôle spatial (changement de direction du faisceau, rotation, balayage, etc.) et un contrôle du temps (ouverture), éteint, intervalle d'impulsion), particulièrement adapté au traitement automatisé, haute efficacité de production dans la fabrication à grande échelle; le matériau, la forme, la taille et l'environnement de traitement des objets de traitement au laser ont un grand degré de liberté; faible bruit, pas de rayonnement nocif et de résidus, le processus de production a peu de pollution environnementale; il peut sauver le moule, raccourcir le cycle de développement de produit, réduire le coût de développement; moins de déchets de matériaux et un faible coût de fabrication dans la production à grande échelle.
Deuxièmement, la catégorie de la technologie de fabrication légère dans l'industrie automobile
La technologie de fabrication légère dans l'industrie automobile peut être divisée en trois catégories: traitement léger "à froid", traitement léger "à chaud" et prototypage rapide léger.
1. Technologie de traitement légère "à froid"
Les techniques de fabrication légères correspondant aux procédés de travail à froid conventionnels comprennent la découpe laser, le perçage laser, le marquage laser et la découpe laser.
La vitesse de découpe au laser est rapide, l'incision est lisse et plate, le parallélisme de la découpe est bon, aucun traitement ultérieur n'est acheté; la fente est étroite; la fente n'a aucune contrainte mécanique et aucune bavure de cisaillement; la précision de traitement est élevée, la répétabilité est bonne et la surface de la pièce n'est pas endommagée.
Vitesse de perçage laser et haute efficacité, adaptées à un grand nombre de traitements de trous de groupe à haute densité; le perçage au laser peut obtenir un grand rapport profondeur-diamètre, peut être traité sur des matériaux durs, cassants, mous et autres, même dans de petits trous sont usinés sur la surface inclinée du matériau difficile à usiner; le processus de forage au laser est propre et exempt de pollution.
Le marquage au laser est un marquage sans contact, rapide, le marquage n'est pas facile à porter, la machine de marquage au laser est facile à combiner avec le pipeline.
La découpe laser est un processus similaire au fraisage en usinage. Il utilise un faisceau laser focalisé pour couper le matériau couche par couche.
2. Technologie de traitement légère "à chaud"
Les techniques de fabrication légères correspondant aux techniques de traitement thermique conventionnelles comprennent le soudage au laser, le renforcement de la surface au laser, le revêtement au laser et l'alliage.
Le soudage au laser est un processus dans lequel un faisceau laser à haute intensité est utilisé pour chauffer localement le métal à fondre au-dessus de la température de fusion pour former un joint soudé. Il peut souder des matériaux spéciaux tels que les métaux à point de fusion élevé, les non-métaux, les matériaux composites, etc. Il peut également réaliser le soudage de matériaux différents et le soudage de structures spéciales; la soudure a la fonction «d'auto-nettoyage», la qualité de la soudure est élevée; le soudage peut être effectué avec précision, généralement pas nécessaire Remplissage de métal; le faisceau laser et les multiples dispositifs forment un système de traitement flexible à travers le système de guidage de la lumière, le degré de soudage est élevé et l'efficacité de production est élevée; dans le soudage par faisceau à haute énergie, la plus grande caractéristique du soudage au laser est qu'aucune chambre à vide n'est nécessaire et qu'aucune radiographie n'est générée. .
L'amélioration de la surface laser est divisée en un durcissement par transformation de phase laser et un durcissement par fusion laser. Le durcissement par transformation de phase au laser, également connu sous le nom de trempe au laser, consiste à balayer rapidement une pièce avec un faisceau laser à haute énergie, de sorte que la température de surface du métal ou de l'alliage irradié s'élève à un point au-dessus du point de phase avec une vitesse très rapide. Lorsque le faisceau laser quitte la partie irradiée, en raison de la conduction thermique, le substrat à froid est rapidement refroidi et auto-refroidi et trempé pour obtenir une structure de couche durcie fine, et la dureté est généralement supérieure à la dureté de trempe conventionnelle; le processus de durcissement par fusion au laser est similaire au processus précédent, sauf que le laser fait que la surface du matériau est chauffée à une température plus élevée et qu'une fine couche durcie à la flamme de structure fine est formée sur la surface de la pièce finale.
Le revêtement laser utilise un faisceau laser à haute énergie pour éclairer le matériau déposé afin de le fusionner rapidement avec une couche mince à la surface du substrat pour former un revêtement en alliage avec des compositions et des propriétés complètement différentes liées métallurgiquement au substrat.
3. Prototypage rapide
Le principe de la technologie de prototypage rapide optique est de contrôler le modèle et les données en fonction du cad de la pièce sous le contrôle de l'ordinateur. Le faisceau laser est utilisé pour solidifier le matériau de moulage couche par couche. La surface (couche) de la pièce est constituée de points et de lignes, et la surface est empilée avec précision en trois dimensions. Processus d'un modèle ou d'une pièce solide. L'utilisation de la technologie de prototypage rapide optique peut considérablement raccourcir le cycle de développement des produits, réduire considérablement les coûts de développement et peut rapidement produire des produits qui s'adaptent aux changements du marché, et maintenir et améliorer la compétitivité des produits sur le marché. Dans le même temps, l'utilisation de la technologie de prototypage rapide optique est également un moyen technique efficace pour réaliser une ingénierie parallèle et une fabrication agile.
Dans le nouveau siècle, l'industrie automobile entre dans une phase de production allégée qui peut effectuer un traitement flexible en fonction des besoins des utilisateurs. L'industrie automobile a développé une méthode de production modulaire flexible. L'industrie automobile moderne se développe également dans le sens de la haute technologie et la technologie automobile connaît la transformation de la technologie de fabrication mécanique traditionnelle en technologie de fabrication de pointe. La technologie de fabrication légère a insufflé de la vitalité au développement et à la production d'automobiles. On peut s'attendre à ce que l'application de la technologie de fabrication légère dans l'industrie automobile se développe rapidement au cours de ce siècle et devienne une méthode de traitement importante pour l'industrie automobile.
