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又一个千万利润项目来了,汽车座椅制造技术的新升级--激光选区熔化快速制造

发布:2022-05-12 10:36作者:www.chylaser.com点击:815次

为缩短汽车零部件的开发周期,研究小型金属零件和钣金件的快速生产工艺,对20种模块化后扶手垫和27种金属零件进行了选择性激光铸造成型(SLM)--一种新型的汽车座椅试点研究。得益于面罩修复、部件布局优化、薄壁部件尺寸回补等技术措施,后排座椅扶手底座各部件同时浇注65小时。铸件无表面缺陷,装配后达到设计要求。整个过程包括5个活动。于2019年竣工,大大缩短了扶手底座的开发周期,增强了利用选择性激光熔化技术对汽车金属和钣金件进行快速成型的能力。
钣金件可通过大型冲压自动化生产,广泛应用于汽车、家电、医药等领域。普通钣金件通常采用冲压制造,而冲压成本是钣金件的主要制造成本之一。市场的激烈竞争加速了产品更新换代,导致产品开发周期短,开模成本高,传统成型工艺经久不衰,不符合发展短、发展快的特点。调整。选择性激光熔化工艺可以快速生产复杂、高质量的钣金零件,现在广泛用于金属零件的快速制造。
模块化框架护栏部件的模具性能分析
新型模块化扶手的金属结构由 27 个金属部件组成。扶手底座的金属结构各部分尺寸不同。最大的部分是一个顶部金属框架,尺寸为 246mm × 189mm × 71mm,重 909g;最小的部分是一个尺寸为 12mm × 5mm、重 4g 的插针外壳。在传统的新产品样品生产中,以上零件需要通过冲压、CNC加工和线切割等方式生产,成型周期在1.5个月左右。 .
选择性激光融合
新型模块化栏杆底座的金属结构采用18N300马氏体时效钢真空喷涂粉末,粒度组成为25-53微米,表观密度为4.18克/厘米3。18Ni300的主要化学成分(质量分数, %):17.70 Ni、0.72 Ti、9.05 Co、0.077 Al、4.70 Mo、0.025 Si、0.031 Cr、0.022 Mn、0.007 C.GF350。 . 18H300材料成型的主要参数:激光功率220W,激光扫描速度1000mm/s,单层厚度0.03mm,扫描距离0.01mm。
选区熔炼和个别激光铸造机的成型面积约为270mm×270mm×350mm,DMP Flex350的成型面积为275mm×275mm×380mm。为了同时压制扶手底座主体的金属部分,通过选择性激光熔化对主体部分进行喷漆。扶手主体金属部件的选择性激光熔化工艺同时体现了多个部件的3D打印能力,提高了增材制造的效率。
工艺计划的介绍
扶手底座模块化部件的选择性激光熔化成型打印时间为65小时。组合式扶手27的金属部件为一体成型,零件表面无零件等缺陷。通过线切割将部件与底板分离,然后将组合式扶手部件从底板上拆下。支架并接收单个周期。后排座椅的模块化扶手水平从收到到组装需要 5 个工作日。
使用传统的冲压技术生产钣金图案需要大量的人力物力,而且生产周期长,远远不能满足当前竞争市场的需求。在产品开发周期中。铸造了各种零件,但铸件尺寸有限,零件成本高。未来,小批量样件的生产将根据样件的特性,纳入各个产品开发流程,以降低成本,缩短生产周期。 .可以参考以下加工方法: 1) 单个平面部分采用激光切割; 2)一般数控折弯机用于折弯简单件; 3)普通钣金件的生产,采用数控塔式冲床; 4)阶梯成型+激光切割用于更复杂的车身部位。 5)激光分选用于小型复杂零件。熔融成型。
近年来,激光加工技术在各个领域得到了广泛的应用。很多行业在产业升级过程中选择激光加工,为激光应用开辟了更多的机会,也开启了更多的创新和研究。根据《2021年中国激光产业发展报告》,2020年激光焊接可根据需要分为多种形式,如:B.自熔激光焊接、填丝激光焊接和混合激光焊接。其中,混合激光电弧焊是一种较新的激光焊接技术,这种焊接方法特别适用于焊接中厚金属板。高性能、高质量的混合激光弧焊设备长期以来在欧美先进制造设施中享有垄断地位。国内大型船厂主要从德国、意大利等进口混合激光电弧生产线,价格高,维修服务慢。
混合激光弧焊技术的优势
混合激光弧焊(HLAW)是一种将两种具有不同物理性质和能量传递机制的高温热源结合起来,在材料表面共同作用以完成该工艺的工艺。加热材料以完成焊接。 .混合电弧焊工艺可以充分了解两种热源的优点,克服管理一种热源的缺点。是一种新型高效、优质、节能的焊接工艺。与简单的激光焊接或弧焊相比,混合激光弧焊在焊接中厚板方面具有明显优势。
仅使用激光焊接的限制主要是:
Ø 激光束的燃烧直径非常小,因此热辐射范围小。激光焊接对小孔零件的间隙和兼容性提出了很高的要求。很难进行短间隔的焊接,尤其是在中厚的钣金上。
Ø 高反射率、高导热率材料的激光焊接难度大,容易出现裂纹、气孔等缺陷。同时熔池流动性差,导致焊接不良;
Ø 激光焊接产生的等离子激光的吸收和反射,降低了激光母金属的吸收率,减少了激光能量的使用;
Ø 焊缝冷却速度快且硬化组织,焊接高强度钢时容易产生裂纹。
MIG/MAG弧焊专用的限制主要包括:
每一轮的汗水渗透率低;厚板多层复焊时,电弧难以穿透坡口下方,电弧很可能一直延伸到壁边,增加了坡口宽度和焊接功率。 .简短的;速度太高时焊接速度低。连接使电弧不稳定;焊接时热输入大,热效应范围大,板材变形大。混合激光电弧焊不仅克服了单一热焊的局限,而且达到了1+1>2的独特效果。激光与电弧结合的核心是亮等离子与电弧的结合。
在激光焊接过程中,施加电弧后,由于电弧形成的等离子体密度低,由激光产生的等离子体熔化。在电弧焊中,等离子体倾向于向电弧中心移动。当激光照射到材料表面时,会产生大量等离子体,增加了电弧的方向性和稳定性,提高了电弧的硬度。在混合激光弧焊工艺中使用来回激光弧焊时,电弧扩大了热范围,提高了可焊性,降低了零件钉之间的装配精度要求。这是特别重要的。添加电弧焊也会导致焊缝填充和翘曲填充焊丝。选择不同的焊丝可以控制焊缝的化学和冶金成分,提高接头的力学性能。
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