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    為電動汽車打造溫暖舒適的駕乘空間

    德國制造商 Webasto 公司在全球范圍內設有 50 多家分支機構,專為汽車行業生產和銷售零部件。該公司的德國新勃蘭登堡工廠專注于加熱器。電動汽車的加熱器只能通過換熱器發揮功效,它不僅要保持駕乘空間溫暖舒適, 也要為電池維持理想的工作溫度。與其他所有的零部件一樣,加熱器也適用這一要求:越緊湊越輕盈,越好。Webasto 正是圍繞這一要求研發的高電壓加熱器,該加熱器采用了薄膜技術,是市面上少有的極窄加熱器。J?rn Schmalenberg 負責新勃蘭登堡工廠的電加熱器制造工藝:“由于加熱器在空間上靠近冷卻水的輸送部件,所以我們的產品只需極短的反應時間內就可將熱量導入冷卻水。由于采用了特殊結構,加熱功率幾乎可無級調節——無論電壓是400 伏還是 800 伏。在我們之前還沒有人能夠做到”。Webasto 公司依靠通快的三種高端激光應用技術進行生產。

    Webasto Thermo & Comfort SE

    www.webasto.com

    Webasto 成立于 1901 年,并早從 1932 年開始就一直為汽車行業研發、生產和銷售各種零部件,與此同時在全球范圍內已有 50 多家分支機構。在燃油車加熱系統和創新天窗系統的細分市場,該公司憑借 70% 的全歐市場份額成為了行業佼佼者。與此同時從 2012 年開始,電動出行這一議題連同電加熱器、電池和充電解決方案就已被該公司提上了規劃議程。為了不斷創新并將其快速推向市場,Webasto 公司還與德國焊接技術與培訓研究所(SLV)以及位于德國羅斯托克的弗勞恩霍夫大型結構生產技術研究所(Fraunhofer IGP)在國家資助項目中開展合作。

    行業
    汽車行業的零部件
    員工人數
    16,500
    網點
    新勃蘭登堡(德國)
    通快產品
    • 功率 16 kW 的 TruDisk
    • 采用綠光波長的 TruDisk
    • TruMicro 5080 超短脈沖激光器
    應用
    • 鋁焊接
    • 銅焊接
    • 紋理化

    三大挑戰

    氣密焊接:電動汽車的加熱器通過加熱管路來輸送液體。Schmalenberg 說:“顯而易見的是,液體和高電壓在電動汽車內無法融洽共存。因此,焊接的鋁制外殼必須保持絕對氣密”。但讓鋁材氣密又談何容易。真空電子束焊接對于大規模生產的電動汽車來說,速度太慢且成本高昂。但快速的激光焊接常常會伴隨有氣孔,進而有損密封性。

    精準接觸銅材:要使電流能夠在加熱器中正常流動,就需要用到銅材,當然銅材是通過焊接被接觸的。因為銅是反光的,所以使用激光對其進行焊接并非易事。而深焊縫對下面的金屬層來說也是一大風險?!八赃@就要求我們必須可以精確調控激光的焊接深度。我們曾使用了傳統的紅外線激光,但未能取得任何進展”,Schmalenberg 回憶說。

    導體軌道紋理化:為使加熱器極致纖薄,Webasto 不想加裝任何導體,而是直接將導體施加到表面的金屬薄層之中?!皩τ诩y理化,我們需要整齊干凈的燒灼和準確的邊緣。材料不允許熔化,以規避產品缺陷風險”,Schmalenberg 說道。

    對于銅材焊接,我們只信賴綠色激光。

    J?rn Schmalenberg
    制造工藝負責人,Webasto 新勃蘭登堡工廠

    三大解決方案

    氣密焊接:Webasto 公司采用了快速且性能強勁的碟片激光器,其可在大氣壓力下運轉,而無需保護氣體。Schmalenberg 說:“高激光功率可確保穩定的鑰匙孔結構。這種結構越多越好。這樣就根本沒有時間來形成小氣泡“。

    精準接觸銅材:TruDisk Pulse 421 發出的綠色激光可被銅材良好吸收。Schmalenberg 高興地說:“借助正確的脈沖序列可實現重復精度極高的焊接深度——無飛濺且無需任何保護氣體”,他繼續補充道:“我們的數百萬個零部件毫無差錯,而且生產在整體上都運轉地更加輕松。對于銅材焊接,我們無需再做其他多余工作:我們始終都可信賴綠色脈沖系統”。

    導體軌道紋理化:Webasto 公司使用 TruMicro 超短脈沖激光器將導體軌道紋理化,直接施加到金屬之中?!按藭r就需要材料紋理化過程具有極高精度,這樣激光就不會作用太深并侵入下面的金屬層。Schmalenberg 說出理由:“超短脈沖激光器可直接將材料從固態轉化為氣態,這就使得扁平化的產品設計能夠實現“。

     

    實施:三倍能量

    Schmalenberg 向我們講述:“對我們來說很重要的一點就是,要將新的研發成果盡快轉變成可以上市的成熟產品。正因于此,能夠直接試用通快激光器才會令我們喜出望外”。此外,該公司還與研究機構保持著良好的伙伴關系。這就使得 Webasto 公司能夠將產品和生產始終保持在優秀水準?!斑@就是為什么在很多情況下我們只會將通快的激光器納入考量”。

    展望

    對于像 Webasto 這種在德國這一高薪酬國家進行生產的公司來說,諸如激光之類的高度自動化生產技術是不可或缺的。當然高水平的創新也必不可少,例如通過新型的激光工藝實現創新。這些優點使 Webasto 公司成為全球炙手可熱的生產商?!叭藗兛梢栽O想,如果沒有像我們這樣的歐洲制造商提供優質的電氣組件,那么在全球范圍內幾乎沒有一輛電動汽車可以順利離開生產線“。

    了解有關我們產品的更多信息

    MultiFokus 加工頭

    通快針對鑄鋁部件的氣密焊接開發了一種新工藝。其核心是結合了 BrightLine Weld 工藝的 MultiFokus 加工頭。該工藝通過環路和纖芯之間的多芯光纖來分開 TruDisk 激光器的激光束,然后將其分裂為四個單點。通過在熔池中將這些點有針對性的定位,就會產生一個持續打開的鑰匙孔結構。它可防止蒸汽通道萎縮,進而在最大程度上減少因氣體夾雜物而形成的氣孔。

    TruDisk——高性能固體激光器

    TruDisk 是一款可用于金屬焊接、切割和表面處理的高性能固體激光器。尤其在亟需高功率和優質光束的應用中備受青睞。最新一代 TruDisk 激光器因其更為緊湊的安裝面積和更強的堅固性而展現出了巨大優勢。其內置的智能功能和改進型的傳感器使其非常適合未來的工業 4.0 服務,例如狀態監控功能。得益于更高的能量轉換率、高效節能的新型脈沖功能和智能能源管理,TruDisk 在所有工況下均能極其經濟地運轉。

    材料微加工:生產效率極高

    通快短脈沖和超短脈沖激光器能夠以兼顧質量、生產效率和經濟收益的理想方式實施工業適用性廣泛的微加工。通過分離脈沖生成和脈沖輸出,實現了極佳的脈沖和功率穩定性。已獲專利的控制系統會單獨監測每個脈沖,并將功率和脈沖能量精準保持在所需水平。TruMicro 5000 系列皮秒激光器的特點是脈沖極短且脈沖能量最高可達 500 μJ,同時激光光束質量優異、平均激光功率最高可達 150 W。這就在最大程度上提升了材料微加工的生產效率,而無明顯的熱影響。因此它是加工半導體材料、金屬、電介質、合成材料和玻璃的理想機型。

    版本日期:2023.12.13

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