每日讯息!通快开发出减少刹车盘磨损和微粉尘排放的激光工艺

来源:OFweek   2023-05-04 11:25:15

近日,德国通快(TRUMPF)宣布成功开发出了一种能够减少刹车盘磨损,以及减少制动过程中微细粉尘排放的激光工艺。据悉,该公司已经与知名汽车制造商和供应商合作,以测试这种工艺在大规模生产中的应用。

据介绍,这种高速激光金属沉积工艺是一种经济实惠的增材制造技术,能够利用激光进行修复和涂层方面的应用。这种创新的激光工艺有效地降低了空气中有害颗粒物的含量。

通快激光与系统技术总裁兼首席执行官Richard bannmller表示:“作为技术领先的激光系统制造商,我们多年来一直与汽车行业密切合作,因此对这一市场有非常深入的了解。高速激光金属沉积具有成本效益,可用于批量生产,有望成为刹车盘制造的新标准。”


(相关资料图)

大幅减少对健康有害的颗粒物

据统计,道路交通排放的颗粒中,约有50%来自刹车、轮胎、离合器和路面的磨损,其中刹车灰尘就几乎占了一半。与传统制动盘相比,涂有高速激光金属沉积的制动盘释放的颗粒物质会显著减少。

除了减少微细粉尘排放,激光工艺也最大限度地减少磨损,从而提供了巨大的市场潜力。美国交通部报告称,2021年美国生产了910万辆汽车,拥有和上路运行的汽车超过2.759亿辆,这些汽车通常在行驶里程31000英里后才需要更换刹车盘。

电动汽车将从中大大受益

如今,有了通快的这项新技术,更换刹车盘的频率将有望降低。尤其是当下日益盛行的电动汽车,将有望从这一创新过程中受益。

对电动汽车刹车盘而言,高速激光堆焊提供的防腐蚀保护至关重要。电动汽车的的制动原理则是采用能量回收制动,即电动汽车通过控制让制动全部或是部分模块有能量逆向流动功能,进而实现让汽车的惯性能量部分回馈到储能器,也对汽车起到制动的作用。不过,他却不想传统燃油汽车那样在汽车刹车过程中产生相当大的摩擦力,因此电动汽车的刹车盘更容易闪锈,从而导致制动过程中的性能损失,在极端情况下可能需要提前更换。

通快公司激光技术公司(位于美国密歇根州Plymouth)总经理Henrikki Pantsar表示,全球制造商们已经在使用通快的激光系统设备来生产电动汽车电池、电动机和高性能电子产品。而用于刹车盘处理的高速激光金属沉积技术,将为未来的汽车生产,特别是电动汽车提供又一种先进的制造技术。他补充称,激光是使电动汽车批量生产成为可能的决定性工具。

通快激光金属沉积行业经理Marco Gobel-Leonhauser则补充称:“高面积率(high area rate)、高层质量(high layer quality )的特点,与我们提高效率和减少粉尘的方法相结合,使我们的激光解决方案在汽车等工业规模应用中非常有吸引力。”

更高效实现能源利用

激光熔覆主要是通过激光与金属粉末之间复杂的相互作用,形成无孔、无裂纹的熔覆层。该工艺的效率在于粉末和能量的输:在高速激光堆焊中,金属粉末进入已经在组件上方的激光束中,而不是将金属粉末涂覆在组件上,然后用激光将其熔化。也就是说,在粉末到达组件的过程中,光已经将粉末加热到熔化温度。

更多汽车环保新应用

通快还开发出了一系列激光技术解决方案,在清洁汽车车身部件时能够免掉传统的化学清洗过程。

通快负责短脉冲激光器的产品经理Steffen rbling表示:“激光技术正受益于汽车行业所谓的冷白车身趋势,在车身结构中越来越多地使用粘合剂连接。这就是我们的短脉冲激光发挥作用的地方。与传统工艺相比,客户节省了水和化学清洁剂。”

他指出,激光晰磨(Laser structuring)是一种清洁、快速和非接触的方法,可以替代喷砂、化学蚀刻或铣削:“短脉冲激光器只用在实际需要的地方清洗组件。汽车制造商可以省去后处理。此外,激光清洗总是同样有效。”

通快的短脉冲激光器可以用于晰磨各种各样的金属,用户只需要根据金属调整激光的参数(比如激光功率和加工速度),就可以缩短处理时间、减少处理成本。

通快的短脉冲激光器还可用于制备电动汽车中的粘合接头。电池制造商必须将电动汽车的电池粘合到电池组中。为了保证胶粘剂的粘附效果更好,在粘接前,激光会对金属上相应的区域进行清洗和整理。

通快光子元件公司的VCSEL高功率红外激光系统能够用于电动汽车的微型激光干电池箔,不仅过程效率更高,速度也快得多。

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