輕量化結(jié)構(gòu)和電動交通工具的生產(chǎn)需要在靈活性和生產(chǎn)率之間取得平衡。

Hybrid lightweight construction and electromobility require a balancing act between flexibility and productivity.

多功能激光加工頭，來源：Fraunhofer ILT。

切割、焊接與3D打印

      弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（Fraunhofer ILT）正在協(xié)調(diào)一項名為MultiPROmobil 的研究項目。該項目主要涉及開發(fā)一種可實現(xiàn)切割、焊接和增材制造（3D打印）三種功能的激光加工頭，這項創(chuàng)新技術(shù)鈑金加工行業(yè)將為提供顯著的生產(chǎn)力和質(zhì)量優(yōu)勢。MultiPROmobil 項目中的四個合作伙伴通過開發(fā)這款多功能激光加工頭，應(yīng)對新能源、電動汽車制造領(lǐng)域不斷變化的生產(chǎn)和技術(shù)挑戰(zhàn)。

使用多功能激光頭加工汽車結(jié)構(gòu)部件，來源：Fraunhofer ILT

    根據(jù)Fraunhofer ILT，新能源汽車設(shè)計迭代快，產(chǎn)量大小存在波動，新能源汽車制造商對于創(chuàng)新的生產(chǎn)理念的追求，使得新能源汽車的生產(chǎn)需要在靈活性和生產(chǎn)率之間取得平衡。Fraunhofer ILT Dirk Petring博士表示，在動蕩的市場中，激光技術(shù)與數(shù)字化相結(jié)合是成本效益生產(chǎn)的重要推動因素，集成了切割、焊接和增材制造多功能激光加工頭的機器人，將被應(yīng)用于輕量化電動汽車的制造。

      除了 Fraunhofer ILT 之外，研發(fā)這一多功能激光頭的合作方包括Bergmann＆Steffen 公司，CAE Innovative Engineering 公司和激光加工與咨詢中心（LBBZ ）。激光頭來自于Laserfact 公司。目前，增材制造/3D打印功能已經(jīng)可以通過更換激光頭來實現(xiàn)，而MultiPROmobil 項目的目標是共同優(yōu)化這個激光頭，將切割、焊接和增材制造三個功能集成在一個激光頭中，無需更換激光頭或噴嘴。

      除了硬件開發(fā)，該項目還專注于為優(yōu)化的工藝鏈，開發(fā)智能設(shè)計和仿真軟件。項目項目合作伙之一CAE Innovative Engineering負責通過“數(shù)字雙胞胎”，數(shù)字化將要生成的機器，工藝和組件，從而便識別和改進工藝鏈中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。MultiPROmobil合作伙伴使用高度靈活的工藝鏈，可以數(shù)字化顯示新的車輛組件，然后對它們進行測試和評估。在項目合作伙伴LBBZ所打造的工業(yè)環(huán)境中，帶有多功能激光加工頭的機器人，將能夠制造新能源汽車的仿生車輛結(jié)構(gòu)。該技術(shù)的第一個應(yīng)用示例為電動車輛的三角形控制臂，該部件將在優(yōu)化設(shè)計和切割后，在多功能激光機器人單元中進行焊接和增材制造。而完成這些制造流程，不需要更換激光頭。

Bergman＆Steffen 公司負責為多功能激光頭的研發(fā)提供靈活的夾緊技術(shù)。

     將來，多臺多功能機器人將被用于柔性制造單元中，具體數(shù)量取決于汽車裝配線的規(guī)模以及制造商對于生產(chǎn)周期的要求。MultiPROmobil 項目的參與者預(yù)測，該技術(shù)將使新能源汽車制造商工程效率得到提高，啟動時間減少約30％。此外，他們希望單位成本和資源消耗至少降低20％。

       Fraunhofer ILT與Laserfact 的多功能激光加工頭技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)中使用，例如在鋼鐵工業(yè)的涂層和檢測線中被用于切割和焊接，以及生產(chǎn)高精度金屬組件。隨著多功能激光加工頭技術(shù)的進一步發(fā)展，MultiPROmobil 項目將特別吸引那些對未來電動汽車市場做出重要貢獻的中小型公司。

Review

Fraunhofer ILT 所推動的多功能激光加工頭技術(shù)，旨在應(yīng)用于輕量化的電動汽車結(jié)構(gòu)部件加工領(lǐng)域。

《3D打印與新能源汽車白皮書》

目前3D打印技術(shù)在新能源汽車制造領(lǐng)域的切入點正是制造輕量化部件與熱管理部件。

《3D打印與新能源汽車白皮書》

   汽車制造領(lǐng)域還嘗試了一種輕量化車身的增材制造方式，通過選區(qū)激光熔化3D打印技術(shù)制造出金屬“節(jié)點”，用于連接碳纖維管材。