自動車製造業界でのレーザーの使用
1913 年にヘンリー フォードが自動車製造業界に最初の組立ラインを導入して以来、自動車メーカーは組立時間の短縮、コストの削減、利益の増加を最終目標として、プロセスの最適化に継続的に努力してきました。現代の自動車生産は高度に自動化されており、業界全体でロボットが普及しています。現在、レーザー技術がこのプロセスに統合されており、従来のツールに取って代わり、製造プロセスに多くの追加の利点をもたらしています。
自動車製造業界では、プラスチック、繊維、ガラス、ゴムなどのさまざまな材料が使用されており、それらはすべてレーザーを使用してうまく加工できます。実際、レーザー加工されたコンポーネントと材料は、一般的な車両の内部と外部のほぼすべての領域に使用されています。レーザーは、設計や開発から最終組み立てに至るまで、自動車製造プロセスのさまざまな段階で適用されます。レーザー技術は大量生産に限定されず、生産量が比較的少なく、特定のプロセスではまだ手作業が必要なハイエンドのカスタムカー製造にも応用されています。ここでの目標は、生産を拡大したり加速したりすることではなく、むしろ加工品質、再現性、信頼性を向上させ、それによって無駄やコストのかかる材料の誤用を削減することです。
レーザー: プラスチック部品加工の大手企業
Tレーザーの最も広範な用途は、プラスチック部品の加工です。これには、インテリアおよびダッシュボード パネル、ピラー、バンパー、スポイラー、トリム、ナンバー プレート、ライト ハウジングが含まれます。自動車部品は、ABS、TPO、ポリプロピレン、ポリカーボネート、HDPE、アクリルなどのさまざまなプラスチックのほか、さまざまな複合材料やラミネートから作成できます。プラスチックは露出または塗装することができ、布地で覆われた内部柱や、強度を高めるためにカーボンまたはガラス繊維が充填された支持構造など、他の材料と組み合わせることができます。レーザーを使用して、取り付けポイント、ライト、スイッチ、パーキングセンサー用の穴を切断または穴あけすることができます。
透明なプラスチックのヘッドランプ ハウジングとレンズは、射出成形後に残った廃棄物を除去するためにレーザー トリミングが必要になることがよくあります。ランプ部品は通常、光学的透明性、高い耐衝撃性、耐候性、耐紫外線性を備えたポリカーボネートで作られています。レーザー加工により、この特定のプラスチックの表面が粗くなる場合がありますが、ヘッドライトが完全に組み立てられると、レーザーカットされたエッジは見えなくなります。他の多くのプラスチックは高品質の滑らかさで切断でき、後処理の洗浄や追加の修正を必要とせずにきれいなエッジを残すことができます。
レーザー マジック: 運用の限界を打ち破る
レーザー手術は、従来のツールではアクセスできない領域でも実行できます。レーザー切断は非接触プロセスであるため、ツールの磨耗や破損がなく、レーザーのメンテナンスは最小限で済むため、ダウンタイムも最小限に抑えられます。プロセス全体が密閉された空間内で行われるため、ユーザーの介入が不要となり、オペレーターの安全が確保されます。可動ブレードがないため、それに伴う安全上の危険が排除されます。
プラスチックの切断作業は、作業を完了するのに必要な時間に応じて、125 W からそれ以上の出力のレーザーを使用して実行できます。ほとんどのプラスチックでは、レーザー出力と加工速度の関係は線形です。つまり、切断速度を 2 倍にするには、レーザー出力も 2 倍にする必要があります。一連の操作の合計サイクル時間を評価するときは、レーザー出力を適切に選択するために処理時間も考慮する必要があります。
切断と仕上げを超えて: レーザーのプラスチック加工能力の拡大
プラスチック加工におけるレーザーの応用は、切断やトリミングだけに限定されません。実際、同じレーザー切断技術を、プラスチックや複合材料の特定の領域の表面改質や塗料の除去に使用できます。接着剤を使用して部品を塗装面に接着する必要がある場合、良好な接着を確保するために、塗装の最上層を除去するか、表面を粗くする必要があることがよくあります。このような場合、レーザーは検流計スキャナーと組み合わせて使用され、必要な領域にレーザービームを迅速に通過させ、バルク材料に損傷を与えることなく表面を除去するのに十分なエネルギーを提供します。正確な形状を簡単に実現でき、除去の深さと表面の質感を制御できるため、必要に応じて除去パターンを簡単に変更できます。
もちろん、自動車はすべてプラスチックでできているわけではなく、レーザーは自動車製造に使用される他の材料の切断にも使用できます。自動車の内装には通常、さまざまな繊維素材が含まれており、室内装飾生地が最も顕著です。切断速度は生地の種類と厚さによって異なりますが、高出力レーザーはそれに応じてより高い速度で切断します。ほとんどの合成繊維はきれいにカットでき、その後のカーシートの縫製や組み立て時のほつれを防ぐために端がシールされています。
自動車内装材の本革や合成皮革も同様にカットできます。多くの民生用車両の内装ピラーによく見られる布製カバーも、レーザーを使用して精密に加工されることがよくあります。射出成形プロセス中に、生地がこれらの部品に接着されるため、車両に取り付ける前に余分な生地を端から取り除く必要があります。これも 5 軸ロボット加工プロセスであり、カッティング ヘッドが部品の輪郭に従い、生地を正確にトリミングします。このような場合、Luxinar の SR および OEM シリーズ レーザーが一般的に使用されます。
自動車製造におけるレーザーの利点
レーザー加工は、自動車製造業界に多くの利点をもたらします。一貫した品質と信頼性を提供することに加えて、レーザー加工は柔軟性が高く、自動車製造で使用される幅広いコンポーネント、材料、プロセスに適応できます。レーザー技術により、切断、穴あけ、マーキング、溶接、スクライビング、アブレーションが可能になります。言い換えれば、レーザー技術は非常に汎用性が高く、自動車産業の継続的な発展を推進する上で重要な役割を果たしています。
自動車産業が進化し続ける中、自動車メーカーはレーザー技術を活用する新たな方法を模索しています。現在、業界は電気自動車およびハイブリッド自動車への根本的な変化を遂げており、従来の内燃エンジンを電気ドライブトレイン技術に置き換えることによって「電気モビリティ」の概念を導入しています。このため、メーカーは多くの新しいコンポーネントと製造プロセスを採用する必要があります。
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投稿日時: 2023 年 7 月 13 日