Laser đã trải qua một chặng đường dài kể từ khi ngành công nghiệp ô tô bắt đầu sử dụng công nghệ này trong các quy trình sản xuất của mình. Năm 1973, Ford triển khai hệ thống hàn laser dưới gầm xe cho dây chuyền lắp ráp của mình. Vào những năm 80, tia laser bắt đầu được sử dụng rộng rãi để hàn các bộ phận bánh răng và các bộ phận động cơ. Những năm 90 chứng kiến ​​các ứng dụng laser trong việc hàn các khe hở chuyên dụng và các bộ phận được chế tạo bằng thủy lực.

Kể từ đó, ngành công nghiệp ô tô đã áp dụng công nghệ laser cho một loạt các hoạt động khác ngoài việc hàn. Các ứng dụng laser phổ biến bao gồm cắt và khoan, đánh dấu để xác định nguồn gốc, làm sạch và tạo vân trên bề mặt, quét để kiểm tra chất lượng.

Vào năm 2022, laser được sử dụng ở mọi giai đoạn của quá trình sản xuất xe hơi, từ thiết kế và phát triển cho đến lắp ráp cuối cùng. Chẳng hạn như Volkswagen AG hiện sử dụng hơn 800 tia laser công suất cao trong các nhà máy lắp ráp toàn cầu của mình.

Dưới đây là vai trò quan trọng của công nghệ laser trong việc cải thiện hoạt động sản xuất ô tô năm 2022.

1/ Sự chính xác cao độ

Các tia laser hiện đại cực kỳ chính xác và tạo ra chất lượng đồng nhất ngay cả khi sử dụng với cường độ cao.

Hầu hết các lỗi đến từ sự biến đổi vị trí các bộ phần, nhưng công nghệ laser ngày nay sử dụng camera tầm nhìn để xác định vị trí và tránh sai sót. Điều này cung cấp tham chiếu chính xác về vị trí của bộ phận liên quan đến tia laser và loại bỏ các lỗi.

Có rất nhiều ứng dụng trên ô tô được hưởng lợi từ độ chính xác cao của tia laser. Nhiều nhà sản xuất ô tô cần loại bỏ lớp phủ điện tử khỏi các phần cụ thể trên các bộ phận để chuẩn bị hàn. Làm sạch bằng laser là giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng này, vì nó có thể loại bỏ lớp phủ và chất gây ô nhiễm khỏi các khu vực nhỏ và cục bộ. Các nhà sản xuất khác cần cắt các họa tiết nhỏ trên các vật liệu như tấm sợi carbon. Cắt laser siêu nhỏ có thể cắt các mẫu hình tròn có kích thước nhỏ đến 300 micron mà không gặp bất cứ vấn đề gì.

2/ Sự chuyển đổi nhanh chóng

Các nhà sản xuất ô tô biết rằng thời gian dành cho việc chuyển đổi là cần thiết, nhưng cứ mỗi giây nó lại ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả. Hợp lý hóa và giảm thời gian chuyển đổi có thể tăng sản lượng và giảm chi phí.

Việc áp dụng chiến lược SMED (trao đổi khuôn một phút) đã giảm thời gian chuyển đổi từ hàng giờ xuống dưới 10 phút đối với nhiều nhà sản xuất. Tuy nhiên với công nghệ laser, quá trình chuyển đổi hệ thống này gần như là tức thời, và đôi khi chỉ mất chưa đầy một giây.

Vì quá trình chuyển đổi tia laser diễn ra bằng phần mềm nên việc điều chỉnh có thể hoàn toàn tự động và chính xác. Kết quả của việc tăng tốc độ là làm cho quá trình thay đổi liền mạch và giảm đáng kể thời gian chết khi không có bộ phận nào được sản xuất.

3/ Tốc độ xử lý nhanh hơn

Với nhu cầu hiện tại trong ngành công nghiệp ô tô và xe điện EV, các nhà sản xuất ngày càng sẵn sàng đầu tư vào các công nghệ nhanh hơn để có thể đáp ứng các mục tiêu sản lượng của họ.

Tốc độ xử lý laser có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể cho các nhà sản xuất ô tô. Trong hầu hết các ứng dụng xử lý vật liệu, tăng gấp đôi công suất laser đồng nghĩa với việc tăng gấp đôi tốc độ xử lý. Ví dụ, tia laser 200W có thể làm sạch bề mặt nhanh hơn gần gấp đôi so với tia laser 100W. Điều tương tự cũng được áp trọng trong việc cắt nhựa, nơi công suất laser có thể được tăng gấp đôi để đạt được tốc độ cắt tăng gấp hai lần.

Các nhà sản xuất ô tô ngày nay sẵn sàng đầu tư vào các công nghệ laser mạnh mẽ hơn để có thể giảm đáng kể thời gian xử lý và cải thiện thông lượng. Cùng với đó, các nhà sản xuất laser liên tục sản xuất ra ngày càng nhiều tia laser mạnh mẽ hơn.

Đồng thời, phần mềm điều khiển tia laser cũng đang phát triển, giúp cải thiện đáng kể khả năng mở rộng quá trình làm sạch và cắt bằng tia laser.

4/ Đẩy nhanh quá trình “xanh hóa"” ngành công nghiệp ô tô

Gartner dự báo 6 triệu ô tô điện sẽ được xuất xưởng vào năm 2022 với tốc độ tăng trưởng 34,4% từ năm 2022. Trong khi thị trường xe điện đang phát triển, người tiêu dùng cũng đang xem xét kỹ hơn các phương thức mà các nhà sản xuất đang triển khai khi sản xuất sản phẩm của họ.

Bởi vì công nghệ laser hoạt động mà không cần vật tư tiêu hao, chúng có thể giảm đáng kể chất thải và thay thế các công nghệ không thân thiện với môi trường. Laser có thể giúp các nhà sản xuất giảm hoặc loại bỏ sự phụ thuộc vào các vật tư tiêu hao như mực, nhãn, hóa chất, băng keo và vật liệu mài mòn. Do tính chất không tiếp xúc của quá trình, cũng không có mài mòn dụng cụ nên giảm được một nguồn chất thải đáng kể.

Ngành công nghiệp ô tô đã đạt được những bước tiến đáng kể trong việc “xanh hóa” quy trình sản xuất của mình. Tuy nhiên, vẫn còn phải cải thiện nhiều hơn nữa. Trong đó, đầu tư vào công nghệ laser có thể giúp các OEM tiếp tục phát triển.

5/ Điều chỉnh không gian sản xuất nhỏ gọn

Không gian sản xuất rất là tốn kém, vì vậy các công ty muốn tiết kiệm nhất có thể bằng việc xây dựng dây chuyền sản xuất. Khi các nhà sản xuất ô tô thêm một máy mới vào dây chuyền sản xuất hiện có, hạn chế về diện tích sàn buộc họ phải “siết chặt” bất cứ thứ gì họ thêm vào.

Do đó, các máy nhỏ gọn là “chìa khóa” để giải quyết vấn đề này. Những tiến bộ trong công nghệ laser đã phát triển đến mức các máy laser mới có thể hoạt động hiệu quả với kích thước nhỏ gọn. Điều này lý tưởng cho các dây chuyền sản xuất nhỏ gọn với yêu cầu về diện tích sàn giảm.

Các hệ thống laser không chỉ nhỏ gọn mà còn thường được lắp đặt trong các không gian kín và ít để lại dấu vết, chẳng hạn như phòng phun hóa chất, phòng phun cát chuyên dụng hoặc các hoạt động che phủ được vận hành bởi một vài nhân công.

6/ Tăng cường tính linh hoạt

Laser là một trong những công cụ linh động nhất vì tính linh hoạt của chúng và cách công nghệ có thể được điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của các nhà sản xuất ô tô.

Laser có thể xử lý sự đa dạng các thành phần, vật liệu và quy trình được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô. Chúng được sử dụng để đánh dấu, khắc, kết cấu, cắt, làm sạch, khoan và hàn vì các thông số laser có thể được cập nhật nhanh chóng, cùng một loại laser có thể thực hiện nhiều hoạt động. Một số thiết bị có thể thực hiện việc đánh dấu, làm sạch, tạo kết cấu, làm cứng và cắt bằng tia laser chỉ mất chưa đầy một giây.

Laser được sử dụng để đáp ứng các nhu cầu bề mặt phức tạp. Độ sâu cắt và kết cấu bề mặt có thể được kiểm soát và các kiểu cắt bỏ có thể được thay đổi mà không cần nỗ lực tối thiểu. Tính linh hoạt này có thể loại bỏ nhiều bước xử lý hoặc sự cần thiết của nhiều máy móc.

Laser có thể xử lý bất kỳ bề mặt nào mà ánh sáng có thể đi qua, vì vậy chúng có thể xử lý các bộ phận mà hình dạng của chúng khiến một số khu vực không thể tiếp cận được bằng các công cụ thông thường. Ví dụ, tia laser có thể làm sạch đáy của các lỗ hổng với tốc độ cao so với các quy trình khác.

Tia laser chỉ cung cấp lượng năng lượng phù hợp khi xử lý bề mặt. Ví dụ, làm sạch bằng laser loại bỏ các chất bẩn như oxit và lớp phủ mà không làm hỏng chất nền. Điều này rất quan trọng trong việc bảo toàn tính toàn vẹn của bề mặt sản phẩm

Tương lai của laser trong ngành sản xuất ô tô

Khả năng sản xuất các thành phần chất lượng cao với hiệu quả, tốc độ và tính linh hoạt cao, cũng như tiết kiệm chi phí đáng kể bằng cách sử dụng laser đã thúc đẩy ngành công nghiệp hướng tới việc áp dụng công nghệ laser ngày càng rộng rãi.

Thị trường laser trong sản xuất tiếp tục phát triển với tốc độ nhanh chóng. Các nhà phân tích dự báo tốc độ tăng trưởng của laser trong sản xuất là 11,4% (CAGR) và chi tiêu 30,3 tỷ USD vào năm 2028.

Những tiến bộ trong công nghệ laser đã có tác động đáng kể đến ngành công nghiệp ô tô, và nó sẽ còn tiếp tục phát triển để tạo ra lợi nhuận lớn hơn.

(Nguồn: Manufacturing)

 

Cảm ơn đã theo dõi hết bài viết!!!