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激光技术让汽车模具绿色再制造驶入快车道

材料来源：宝宇激光

汽车作为我国仅次于电力、工业的碳排放大户，不仅在用户端产生了巨大的碳排放量，在生产制造端也占据了大量能源和资源的消耗。2021年7月，国家发展改革委印发《“十四五”循环经济发展规划》，《规划》提出，控制汽车全生命周期（生产制造、产品应用、回收报废等）的碳排放量将是近些年政策发力的重点。

图片源自网络

在汽车生产制造端，以乘用车为例，一台整车的成型大约需要1000-1500套模具来完成，在冲制车身时，频繁的机械冲压极易发生模具磨损，模具磨损又容易引发冲压环节模具的频繁更换以及焊装整车环节大量钣金件的返修。可以说，模具的表面质量直接影响到车身制品的良品率和制造效率。

因此，提升汽车模具质量、延长模具使用寿命，既是削减整车成本、提高车企经济效益的重要路径，也是响应国家“双碳”政策，开展资源的高效利用和循环利用，推动车企部署循环经济的重要抓手。

磨损非小事修复有“新招”

目前，模具上的磨损，如拉延筋和型面上的大范围深度疲劳裂纹及大面积的沙眼缺陷，是难以通过焊接来进行修复的，即使焊接也会存在硬度不均匀、品质不稳定的隐患；而没有得到可靠修复的模具，最后只能被废弃，特别是汽车覆盖件模具，用料多，尺寸大，成本高，拆卸工时长，一旦报废将造成不小的资源浪费。此外，在模具的表面强化方面，国内厂商大多采用火焰淬火，也是存在诸多缺点，如工件变形、淬火不均匀及效率低等。

▲模具型面缺陷

▲模具拉延筋缺陷

激光作为一种新型的绿色再制造工具，完全符合当下减碳技术的低消耗、低排放、高效率的基本特征，即可快速实现模具的修复又可快速实现模具的表面强化。采用激光熔覆技术可实现模具大面积缺陷的修复，结合数控机加，相比人工焊接处理后的模具使用寿命更长；采用激光淬火技术强化模具，不仅变形小且硬度相比火焰淬火更高，可大大延长模具使用寿命，降低汽车覆盖件制造的不良率，在一定程度上帮助汽车企业降低了材料消耗和工装费用。

▲激光熔覆原理

宝宇激光表面改性技术“重铸”汽车模具

近年来，激光、熔覆等关键词已成为国内模具修复专利的技术热门词，是国内模具修复技术应用创新的焦点，特别是近几年出现的轮胎模具的增材制造也正在成为关注重点。

宝宇激光作为国内知名的激光核心器件及成套技术与智能装备供应商，专注于激光表面改性技术装备、工艺及新材料的研发。

目前，宝宇激光开发的高速激光熔覆设备，可用于模具的快速制造、在线模具的表面改性、失效模具的修复和报废模具的翻新利用等。对表面已经损伤或出现拉痕、裂纹、暗坑的模具进行激光熔覆修复，形成致密的冶金结合层，熔覆层硬度均匀，使废件焕然一新，可继续投入使用；对模具生产企业来说，宝宇高速激光熔覆还能对原有汽车模具进行局部熔覆处理，将旧模具快速再制造为新车型模具，缩短新车型模具的交付时间，节省大量开发成本。

▲激光熔覆汽车模具

▲激光淬火汽车模具

此外，宝宇高速激光熔覆设备还可与数控机床等设备结合，搭配淬火头，对各种重型汽车拉深、翻边、修边等模具进行表面淬火，对于采用合金铸铁制造的覆盖件模具，淬火硬度可达HRC55~65，硬化层有效深度为0.5mm~0.7mm，工件的耐磨性能提高3～5倍，大幅延长模具的使用寿命，减少模具的消耗。

宝宇高速激光熔覆设备

宝宇高速激光熔覆设备为公司第三代100%国产化系列设备，可实现CNC数控平台和机器人随意切换，搭载高功率光纤激光器和自研自产的熔覆激光头及送粉系统，具有输出功率稳定，光电转换效率高（＞45%），稀释度低（＜3%），与基体呈冶金结合，显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，且熔覆层表面平整光洁、硬度高，熔覆件仅需磨削和抛光即可交付使用，极大的节约材料成本和后期配套加工工序。