نظرًا لتطور تطبيقات الليزر في صناعة السيارات بشكل كبير على مر السنين ، تلعب هذه التكنولوجيا الآن دورًا رئيسيًا في تصنيع قطع غيار السيارات. على الرغم من أن اللحام والقطع بالليزر كانا من الاستخدامات الأساسية ، إلا أن النقش ووضع العلامات والنقش يمثلان الآن جزءًا كبيرًا من جميع تطبيقات الليزر. تقدم هذه المقالة فهماً شاملاً لآثار الليزر في التصنيع.
جدول المحتويات
سوق المعالجة بالليزر
انتشار الليزر في صناعة السيارات
مستقبل الليزر في صناعة السيارات
سوق المعالجة بالليزر
كان سوق الليزر يستحق الدولار الأمريكي 17.48 مليار دولار في عام 2021 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 9.1٪ ليصل إلى الدولار الأمريكي 38.22 مليار بحلول عام 2030. اكتسب الليزر شعبية في التصنيع بسبب قدرته على إنتاج مكونات عالية الجودة بكفاءة عالية وسرعة ومرونة ، وبالتالي تقليل التكاليف.
نما سوق الليزر الصناعي بسبب زيادة الاعتماد على الأتمتة لتحسين الدقة والإنتاجية. من المتوقع أن يتوسع سوق الليزر بسرعة بسبب الطلب المتزايد على أجهزة الليزر عالية الدقة لمختلف التطبيقات.
استمر في القراءة للتعرف على فوائد تقنية الليزر وتطبيقاتها ومستقبلها في التصنيع.
انتشار الليزر في صناعة السيارات
يبحث مصنعو السيارات باستمرار عن طرق لتبسيط عملياتهم لتقليلها التكاليف وزيادة الإيرادات عن طريق تقصير أوقات التجميع. يتم أتمتة معظم إنتاج السيارات الحديثة ، حيث تتولى الروبوتات العديد من العمليات التقليدية. الليزر يتم استخدامها الآن جنبًا إلى جنب مع هذه التقنية لزيادة الإنتاجية ، من بين عدد كبير من المزايا الأخرى التي سيتم تغطيتها لاحقًا.
تُستخدم المنسوجات والبلاستيك والمطاط والزجاج في صناعة السيارات ويمكن معالجتها جميعًا بواسطة نظام الليزر. في الحقيقة، الليزر تُستخدم في كل مرحلة من مراحل عملية تصنيع السيارة ، سواء من الداخل أو الخارج.
بالإضافة إلى استخدامه في الإنتاج الضخم للسيارات ، يستخدم الليزر أيضًا في الصناعات المتطورة لتصنيع السيارات المخصصة. الهدف هنا ليس زيادة سرعة الإنتاج ولكن تحسين جودة وتقليل الفاقد من المواد.
مزايا تقنية الليزر في صناعة السيارات
1. معدل الدقة العالية
أحدث أنواع الليزر عالية للغاية حاجة وتقديم مخرجات عالية الجودة باستمرار. في السابق ، كان العيب الوحيد في الليزر هو الأخطاء التي تسببها اختلافات موضع الأجزاء ، لكن أجهزة الليزر الحديثة تستخدم كاميرات الرؤية للتحقق من تحديد الموضع وتقليل الأخطاء.
يمكن أن تعمل أنظمة الليزر أيضًا بدون كاميرات ، وتعتمد بدلاً من ذلك على تكوين بصري خاص لمواجهة تغيرات العمق. تقدم يمكن أن تتسامح أشعة الليزر مع تغيرات العمق بمقدار +/- 3 مم أثناء المعالجة ، مما ينتج عنه جودة متسقة حتى مع وجود اختلافات كبيرة في العمق.
2. تغييرات مريحة
على الرغم من أن الوقت اللازم للتغييرات ضروري ، إلا أن هذا الوقت الإضافي يؤثر على الإنتاجية. لحسن الحظ ، مع الليزر، لا تستغرق عمليات تغيير النظام سوى بضع ثوانٍ. يمكن أن تكون التغييرات مؤتمتة تمامًا ودقيقة عند حدوثها بمساعدة نظام برمجي.
3. سرعة معالجة عالية
الليزر لديه معالجة عالية سرعة، مما يحدث فرقًا كبيرًا لشركات صناعة السيارات. يمكن زيادة سرعة المعالجة في تطبيقات معالجة المواد بمضاعفة طاقة الليزر. ليزر 200 واط ، على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي ضعف سرعة الليزر 100 واط.
4. تقليل النفايات
يعمل الليزر بدون مواد استهلاكية ، مما يؤدي إلى تقليل الفاقد بشكل ملحوظ. الليزر مساعدة الشركات المصنعة في تقليل اعتمادها على المواد الاستهلاكية مثل الوسائط الكاشطة وشريط التقنيع والمواد الكيميائية والملصقات والحبر. علاوة على ذلك ، لا يتسبب الليزر في تآكل الأدوات ، والذي قد يكون مصدرًا للنفايات.
5. استيعاب مساحات تصنيع صغيرة
مساحة التصنيع باهظة الثمن ، وعادة ما تتطلب الآلات الجديدة الوصول إلى مساحات عمل كبيرة. لحسن الحظ ، التطورات في الليزر تجعل التكنولوجيا الآن من الممكن لآلات الليزر أن تعمل بكفاءة وبأحجام مضغوطة. إنها ممتازة لخطوط التصنيع المدمجة ذات المساحة الأرضية المحدودة. على سبيل المثال ، يبلغ طول آلة الليزر المسطحة 2 × 4 أقدام فقط.
6. مرونة
الليزر متعدد الاستخدامات ويمكنه التعامل مع مختلف المكونات والمواد. يتم استخدامها في عمليات مختلفة مثل التنظيف ، والحفر ، واللحام ، والحفر ، والنقش. ال الليزر يمكن أيضًا تغيير المعلمات في أي وقت ، مما يتيح لها إجراء عمليات متعددة.
نظرًا لأنه يمكن التحكم في عمق الاجتثاث ونسيج السطح ، يمكن أن يعمل الليزر على الأسطح المعقدة. هذه القدرة على التكيف تلغي الحاجة إلى خطوات وآلات معالجة متعددة.
الليزر يمكنها معالجة أي سطح يمكن للضوء أن ينتقل إليه ، مما يسمح لهم بمعالجة الأشكال الهندسية المعقدة التي قد تكون صعبة باستخدام الأدوات القياسية.
تطبيقات تقنية الليزر في صناعة السيارات
عادةً ما تتم معالجة الأجزاء البلاستيكية مثل الأعمدة والمصدات والمفسدين وألواح لوحة القيادة والتشطيبات ولوحات الأرقام وأغلفة الإضاءة باستخدام الليزر. هذه المكونات مصنوعة من البلاستيك مثل TPO و ABS و HDPE والبولي كربونات والبولي بروبيلين.
يستخدم الليزر لحفر الثقوب وقطع المواد للمفاتيح وأجهزة الاستشعار والمكونات الأخرى ، وإزالة البلاستيك الزائد من عملية القولبة بالحقن. نظرًا لأن العديد من الأجزاء المراد معالجتها ثلاثية الأبعاد ، فإن العديد من التطبيقات تعمل جنبًا إلى جنب مع أنظمة الروبوت.
البلاستيك الليزر المعالجة لا تقتصر على التشذيب والقطع ؛ يمكن أيضًا استخدام نفس التقنية لتعديل السطح وإزالة الطلاء. هذا مطلوب عند تثبيت مكون بمواد لاصقة على سطح مطلي لأنه يجب إزالة الطلاء أو خشونة السطح لتحسين الالتصاق.
وبصرف النظر عن البلاستيك ، الليزر تستخدم لقطع المواد الأخرى ، مثل المنسوجات ، للداخلية. ستختلف سرعة المعالجة وفقًا لنوع المادة وسمكها ، لكن الليزر الذي يتمتع بقوة أكبر سيكون قادرًا على القطع بمعدل أسرع.
يتم قطع الأقمشة الاصطناعية بسلاسة بحواف نظيفة ومختومة لضمان عدم انحراف المادة أثناء التجميع. يمكن قطع الجلد الصناعي والطبيعي لتنجيد السيارات باستخدام نفس التقنية. الليزر كثيرا ما تستخدم لتغطية الأعمدة الداخلية للمركبات.
تستحوذ السيارات الهجينة والكهربائية على سوق السيارات بسرعة ، مما يجبر الشركات المصنعة على تبني تقنيات جديدة. تستخدم السيارات الكهربائية دبابيس شعر نحاسية تولد مجالًا مغناطيسيًا. دبابيس الشعر هذه مغطاة بمينا عازلة للكهرباء ، والتي يجب إزالتها جزئيًا قبل أن يتم لحامها. الليزر بكفاءة القيام بهذه العملية برمتها.
يوفر اللحام بالليزر حلولًا فعالة من حيث التكلفة وفعالة للانضمام إلى هيكل أبيض (BIW) من الصلب. تزداد صلابة الانضمام بالليزر بالتناسب المباشر مع قوة اللحام بالليزر. يقلل تحسين شكل اللحام بالليزر بشكل كبير من خطر الكسر.
القرص والليزر الليفي
أحدث تقنيات الليزر هي القرص و ليف الليزر ، الذي يوفر طاقة أعلى مع تباعد شعاعي محسّن. تنتج أنظمة اللحام بالليزر لحامات أخف وأفضل من الأدوات التقليدية.
علاوة على ذلك ، فإنها توفر كاملة مرونة للمصممين فيما يتعلق بموقع اللحام والهندسة دون التضحية بالسرعة. يمكنهم تقليل عدد اللحامات المطلوبة ، وتحسين سلامة المركبات ، وخفض تكاليف التصنيع.
مستقبل الليزر في صناعة السيارات
على الرغم من أن ليزرات الألياف والأقراص هي أحدث ابتكارات في صناعة السيارات ، فإن ليزر الصمام الثنائي سيحل محلها في النهاية. يجري حاليًا إعداد ليزر الصمام الثنائي لاستبدال الأدوات الأخرى في تطبيقات اللحام بالنحاس. سوف يشقون طريقهم إلى صناعة السيارات مع زيادة استخدام المواد البلاستيكية.
ومع ذلك ، فإن تطبيق الليزر في صناعة السيارات سيعتمد على تصميم السيارات في المستقبل. من المرجح أن يزداد استخدام الليزر بفضل التصميمات المستوحاة من إطارات الفضاء. ومع ذلك ، يمكن للتقنيات الأخرى الاستفادة بشكل جيد من مواد مثل المركبات والمغنيسيوم.
