當(dāng)今許多行業(yè)都面臨著相同的根本性壓力。它們必須交付精度更高、質(zhì)量更優(yōu)、體積更小、能耗更低的產(chǎn)品。在制造層面，它們還面臨著更高的產(chǎn)量要求、更嚴(yán)格的可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)以及持續(xù)的成本下行壓力。

激光之所以成為如此廣泛應(yīng)用的制造工具，是因?yàn)樗鼈兺绕渌麢C(jī)械、熱能和化學(xué)工藝更能持續(xù)地實(shí)現(xiàn)所有這些目標(biāo)。這是因?yàn)椋?/p>

激光加工屬于非接觸式工藝：由于無需工具且不施加外力，激光加工過程能長期保持穩(wěn)定一致。

激光具有極高的空間選擇性：激光束既可聚焦至微米級，亦可擴(kuò)展覆蓋數(shù)平方英尺范圍，從而協(xié)助系統(tǒng)和操作員將能量精準(zhǔn)投射至所需位置。

激光具有相干性和高亮度：高功率密度可實(shí)現(xiàn)深穿透焊接、快速切割、切口光潔以及最小熱影響區(qū)。

激光器具有高效性：其能將電能高效轉(zhuǎn)化為光能，并將該能量以極低損耗耦合至材料中，從而減少熱輸入并降低后續(xù)加工需求。

激光器易于自動化：幾乎所有激光輸出參數(shù)均可實(shí)時遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。這支持復(fù)雜的工藝配方和快速切換。

激光技術(shù)適用于多種材料：同一激光平臺通?？杉庸や摬摹X材、銅材、鎳合金、涂層鋼材、塑料、復(fù)合材料及陶瓷。

激光技術(shù)支持先進(jìn)的監(jiān)測與閉環(huán)控制：工藝反饋 ——從簡單的功率讀數(shù)到在線焊縫深度測量——實(shí)現(xiàn)自動化激光控制，助力達(dá)成卓越的批次間一致性。

現(xiàn)在，讓我們快速瀏覽一下激光技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域產(chǎn)生最大影響的幾個方面。

車身白車身是激光技術(shù)在20世紀(jì)70年代首次進(jìn)入汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的起點(diǎn)，此后其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。如今，激光技術(shù)已廣泛用于高速焊接、修邊及定制坯料生產(chǎn)。

激光焊接的優(yōu)勢在于其能形成窄而深的焊縫，且熱輸入量極低。這些特性可減少變形、改善裝配配合度，并確保大型裝配體保持嚴(yán)格的尺寸公差。

低熱輸入在處理當(dāng)今先進(jìn)材料時尤為重要，包括高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼材。這些材料在傳統(tǒng)焊接方法下可能發(fā)生變形、開裂或喪失其獨(dú)特的機(jī)械性能。低熱輸入在連接混合材料時同樣具有優(yōu)勢——由于材料間存在不同的熱膨脹系數(shù)和熔化特性，傳統(tǒng)焊接方式極易導(dǎo)致其變形或開裂。

激光技術(shù)通過實(shí)時焊接和機(jī)器人搭載的掃描頭，支持連續(xù)不間斷的運(yùn)動。這使制造商能夠消除啟停延遲，從而提高生產(chǎn)效率。

由于激光加工工藝清潔、穩(wěn)定且可重復(fù)，可減少返工和下游檢測工作量。結(jié)合焊縫深度與位置的在線監(jiān)測功能，激光技術(shù)為原始設(shè)備制造商提供了高質(zhì)量的連接方案，能輕松融入現(xiàn)代自動化車身車間。

激光技術(shù)在動力總成和底盤部件的生產(chǎn)中也發(fā)揮著日益重要的作用，這些部件的精度和可重復(fù)性直接影響車輛性能、耐久性和安全性。

其中許多部件——包括變速箱殼體、驅(qū)動單元外殼、冷卻板、安裝支架和懸架組件——具有復(fù)雜的幾何形狀和變化的材料厚度。 ——包括變速箱殼體、驅(qū)動單元外殼、冷卻板、安裝支架及懸架部件——均具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和多變的材料厚度。

所有這些焊接應(yīng)用都受益于激光器提供的精確熱控制。對熱輸入的精密調(diào)控有助于形成強(qiáng)度高、一致性好且變形極小的接合部，使制造商能夠在持續(xù)負(fù)載條件下保持零件的對齊精度和機(jī)械完整性。

新近開發(fā)的雙光束光纖激光器配置進(jìn)一步拓展了這些優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了鑄件與機(jī)加工部件的無飛濺焊接——這一應(yīng)用領(lǐng)域曾由二氧化碳激光器主導(dǎo)。雙光束激光器提供清潔穩(wěn)定的加工過程，這對含有潤滑劑、軸承或必須保持無污染的精密表面的組件尤為重要。

激光技術(shù)的應(yīng)用在任何領(lǐng)域都未曾加速得如此之快 ——在電動汽車電池制造領(lǐng)域，激光技術(shù)不僅應(yīng)用速度最快，更發(fā)揮著至關(guān)重要的賦能作用。電池單元、模塊及電池組均需對銅、鋁、鎳等組件進(jìn)行精準(zhǔn)可重復(fù)的焊接。這些材料以難以用傳統(tǒng)工藝焊接而聞名。

激光技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)精密的熱控制，從而形成機(jī)械強(qiáng)度高、電阻低的電氣連接。這一過程不會損傷附近的隔膜、粘合劑或絕緣層。它支持高速的引線片與母線焊接、箔片焊接，以及對集流器的精密切割，且僅產(chǎn)生極少毛刺或碎屑。

雙光束和擺動光束光纖激光器配置在此再次至關(guān)重要。其應(yīng)用可減少飛濺并最大限度降低多孔性，從而確保每包數(shù)千個接頭均具備穩(wěn)定的連接質(zhì)量。

在線光學(xué)監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)一步提升了工藝質(zhì)量，可實(shí)時驗(yàn)證焊接深度、焊縫位置及一致性。這些技術(shù)為電動汽車制造商提供了可擴(kuò)展的高產(chǎn)出工藝，用于制造構(gòu)成現(xiàn)代電動出行核心的電池單元、電池組件及電池包結(jié)構(gòu)。

激光加工在電動汽車牽引電機(jī)的制造中具有重要價值，尤其適用于采用發(fā)夾式繞組設(shè)計的電機(jī)。其銅導(dǎo)體必須經(jīng)過精確剝皮、成型和焊接，以最大限度降低電阻，并滿足最終組裝繞組的嚴(yán)格機(jī)械公差要求。

激光通常首先用于精確、干凈地去除漆包線絕緣層。它能不接觸機(jī)械、不產(chǎn)生變形或熱損傷地暴露底層銅線。這些效果難以通過研磨或化學(xué)剝離方法實(shí)現(xiàn)。

為建立最終電氣連接，激光焊接技術(shù)以極低熱輸入形成強(qiáng)固、飛濺少的接合點(diǎn)。此工藝有效保護(hù)鄰近絕緣層、疊片及環(huán)氧灌封材料。雙光束 ——尤其是擺動光束方案——能進(jìn)一步增強(qiáng)間隙橋接能力與焊接一致性，確保數(shù)千個發(fā)夾式引腳的性能均一性。

激光技術(shù)支持多種內(nèi)飾與飾件加工操作。其優(yōu)勢在于兼具精度與速度，且常能呈現(xiàn)更優(yōu)的視覺效果。眾多塑料、織物、復(fù)合材料及涂層部件——尤其是消費(fèi)者可見的部件——需要 整潔的切割、 精密穿孔或孔位布局或裝飾性特征。

機(jī)械工具難以在不產(chǎn)生粗糙度或變形的情況下形成此類邊緣。激光切割可實(shí)現(xiàn)光滑、可重復(fù)的邊緣，且熱影響極小。這不僅提升了外觀美感，還減少了后期加工以恢復(fù)外觀的需求。其切割復(fù)雜輪廓的能力使其成為儀表板開口、傳感器窗口、揚(yáng)聲器網(wǎng)罩及裝飾性穿孔的理想選擇。

激光標(biāo)記技術(shù)，尤其是晝夜標(biāo)記技術(shù)，廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾領(lǐng)域。該技術(shù)特別適用于背光按鈕、開關(guān)及裝飾件，能實(shí)現(xiàn)美觀、高辨識度且有時復(fù)雜的標(biāo)記效果。由于無需模具且兼容多種材料，激光標(biāo)記技術(shù)可實(shí)現(xiàn)快速選項(xiàng)變更和變體切換，無需重新調(diào)整設(shè)備。

激光標(biāo)記的優(yōu)越特性使其在汽車可追溯性應(yīng)用中得到廣泛采用。其中最突出的優(yōu)勢在于無接觸加工及無工具磨損，從而消除了損傷精密表面的風(fēng)險。此外，激光技術(shù)既能生成微型標(biāo)記，也能實(shí)現(xiàn)大型標(biāo)識，既支持微型序列化標(biāo)記，也能制作高對比度的大型識別標(biāo)記。

通過軟件控制激光打標(biāo)的能力，可在無需重新調(diào)整設(shè)備的情況下，實(shí)現(xiàn)序列化標(biāo)記或即時更改標(biāo)記內(nèi)容。由于激光技術(shù)適用于金屬、塑料、涂層及復(fù)合材料，單一平臺即可標(biāo)記車輛中使用的多種材料。

關(guān)鍵標(biāo)記應(yīng)用包括制動部件、安全氣囊模塊和結(jié)構(gòu)緊固件。這些部件需要經(jīng)久耐用的永久標(biāo)識，能夠在車輛整個生命周期中承受高溫、液體和振動。電子元件及外殼（包括控制單元、傳感器和電源模塊）所需的標(biāo)記必須避免損傷內(nèi)部組件或破壞密封。在整個供應(yīng)鏈中，序列化編碼和數(shù)據(jù)矩陣編碼支持零件追蹤、變體控制，并確保符合行業(yè)及法規(guī)要求。

在需要嚴(yán)格控制材料去除深度并保護(hù)底層結(jié)構(gòu)的場合，激光技術(shù)正日益廣泛地應(yīng)用于表面處理。激光清洗通過去除銹蝕、氧化物、粘合劑和油漆，無需機(jī)械接觸或研磨介質(zhì)即可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。該工藝能呈現(xiàn)潔凈均勻的表面，同時避免了噴砂或研磨可能導(dǎo)致的變形、基材損傷或結(jié)果不一致的問題。

低熱輸入可保持周邊材料特性完好，這對準(zhǔn)備焊接或粘接工件至關(guān)重要。激光甚至能以可控圖案對表面進(jìn)行紋理處理，從而增強(qiáng)粘合強(qiáng)度或提高潤濕性。由于該工藝可編程控制，制造商無需遮蔽或固定即可對特定區(qū)域?qū)嵤┻@些處理。

高功率二極管激光系統(tǒng)在粉末涂料固化中的應(yīng)用才剛剛起步。這是因?yàn)榕c傳統(tǒng)的對流或紅外燈烘箱相比，激光固化具有多重優(yōu)勢。

由于激光提供局部加熱，僅涂層區(qū)域達(dá)到熔融和流動溫度。窄帶紅外激光光被粉末顆粒強(qiáng)烈吸收，這提高了固化效率并最大限度地減少了底層部件的整體加熱。二極管激光器的電光轉(zhuǎn)換效率也遠(yuǎn)高于其他紅外光源，這意味著更多輸入功率直接用于固化，而非以多余熱量形式損耗。

這些特性共同使激光固化技術(shù)相比其他方法顯著更快且更節(jié)能。此外，激光粉末涂層固化工藝便于在線過程控制，從而實(shí)現(xiàn)高度一致的成果。