Technologies de prototypage rapide par laser utilisées dans l'industrie automobile

Le prototypage rapide par laser désigne le processus de traitement des matériaux grâce à l'interaction entre les lasers et les matériaux en fonction de certaines exigences. Au cours des 20 dernières années, cette technologie s'est rapidement répandue dans les domaines et les industries de haute technologie et a commencé à remplacer ou à transformer certaines industries de transformation traditionnelles, en particulier l'automobile dans les pays développés où 50-70%-70% des pièces sont traitées au laser ; la technologie de fabrication au laser joue un rôle central dans l'amélioration des efforts de recherche et de développement et des niveaux de fabrication dans ce secteur.

Caractéristiques de la technologie de prototypage rapide par laser optique

Le laser est actuellement la principale source de lumière utilisée dans les systèmes optiques. technologie de fabrication. Les faisceaux de prototypage rapide par laser possèdent de nombreuses caractéristiques souhaitables, telles qu'une densité énergétique élevée, une fréquence et une directionnalité monomodes, ce qui confère à la technologie de fabrication optique des avantages par rapport aux techniques plus traditionnelles.

O/Off Pulse Interval), ce qui les rend idéaux pour un traitement automatisé et une efficacité de production élevée dans la fabrication à grande échelle ; leurs matériaux, formes, tailles et environnements de traitement offrent une grande liberté ; la pollution sonore pendant la production est minimale en raison de l'absence de rayons ou de résidus nocifs, ce qui entraîne une réduction des déchets de moulage et des coûts de fabrication.

Types de technologies de fabrication légère utilisées dans la production automobile

La technologie de prototypage rapide par laser pour l'industrie automobile peut être divisée en trois catégories distinctes : le traitement léger "à froid", le traitement à chaud et le prototypage rapide par laser. prototypage rapide.

1. Technologie de la transformation à froid

Les technologies de fabrication optoélectronique qui correspondent aux techniques conventionnelles de traitement à froid sont les suivantes découpe au laser, drilling, marking and cutting.

La découpe laser offre des coupes rapides et précises avec des surfaces lisses et sans bavures ; aucune étape de traitement ultérieure n'est nécessaire ; des coupes étroites sans contraintes mécaniques ni bavures de cisaillement ; une grande précision de traitement et une répétabilité élevée sans endommager les surfaces des pièces à usiner.

Le perçage laser est rapide et efficace, idéal pour le traitement de grands volumes de trous groupés ; le perçage laser atteint un rapport profondeur/diamètre idéal et peut traiter de nombreux matériaux tels que les matériaux durs, cassants et mous, ainsi que de petits trous sur des surfaces inclinées ; il est également totalement propre et exempt de pollution pendant son processus de production.

Le marquage laser pour le prototypage rapide est une solution de marquage sans contact efficace et durable, offrant des vitesses rapides et un marquage durable. Les machines laser s'intègrent facilement dans les lignes d'assemblage.

Découpe laser et laser CNC est une méthode de découpe similaire au fraisage qui utilise des faisceaux laser pour découper le matériau couche par couche.

2. Technologie de traitement optothermique

Les technologies de fabrication optoélectronique qui correspondent aux techniques de traitement thermique conventionnelles comprennent le soudage au laser, le renforcement de la surface, le rechargement au laser et l'alliage.

Le soudage au laser consiste à utiliser un faisceau laser intense pour chauffer localement le métal à souder au-dessus de sa température de fusion, créant ainsi un joint. Ces soudeurs peuvent souder efficacement des métaux à point de fusion élevé, des non-métaux, des matériaux composites et d'autres matériaux spéciaux, ainsi que des matériaux dissemblables ou des structures spéciales.

Leurs soudures ont un effet d'"auto-purification" efficace et une qualité de soudure élevée. Le soudage par prototypage rapide au laser permet des assemblages précis sans métal d'apport, grâce à son système de guidage de la lumière et à de multiples dispositifs formant un système de traitement flexible avec un haut degré d'automatisation et d'efficacité de production. Le soudage au laser se distingue des méthodes de soudage par faisceau à haute énergie car sa caractéristique principale est de ne pas nécessiter de chambres à vide et de ne pas produire de rayons X pendant la production.

Les techniques de renforcement des surfaces par laser sont classées en deux catégories : la trempe par transformation laser et la trempe par fusion laser. La trempe par transformation laser (ou trempe laser), plus communément appelée trempe laser rapide, consiste à balayer rapidement une pièce à l'aide d'un faisceau laser énergétique afin d'élever sa température au-dessus de son point de transition de phase à grande vitesse.

Après avoir quitté une zone irradiée, par conduction thermique, le substrat froid Laser Rapid Prototyping se refroidit et subit une trempe par refroidissement automatique pour une trempe autodurcissante ; le résultat est une structure de couche durcie plus fine et une dureté plus élevée qu'avec les méthodes de trempe conventionnelles. La trempe par fusion au laser fonctionne de manière similaire, sauf que la chaleur d'un laser chauffe la surface du matériau à une température élevée, ce qui crée des couches de trempe à la flamme à grain fin sur les surfaces des pièces finales.

Le rechargement par laser est un processus dans lequel des faisceaux laser à haute énergie sont utilisés pour irradier des matériaux qui vont rapidement fondre et se lier à la surface de leur substrat, produisant un revêtement d'alliage avec une composition et des propriétés uniques qui adhère métallurgiquement au substrat.

3. Technologies de prototypage rapide utilisant des matériaux légers

La technologie du prototypage rapide repose sur le principe selon lequel des faisceaux laser solidifient le matériau de moulage couche par couche sous le contrôle d'un ordinateur, en utilisant des données relatives à votre modèle de conception ou à votre pièce pour guider ce processus - par exemple des données de CAO. Construction de modèles tridimensionnels utilisant des points et des lignes comme matériau de construction, puis empilage de ces modèles. surface précise pour former des modèles solides tridimensionnels ou des pièces.

La technologie de prototypage rapide par laser est une approche technique efficace de l'ingénierie simultanée et de la fabrication agile qui permet de raccourcir considérablement les cycles de développement des produits, de réduire les coûts associés à la création des produits, de produire des produits adaptables qui s'adaptent rapidement aux changements du marché, ainsi que de produire rapidement des produits plus compétitifs sur le marché. Le prototypage rapide permet de réaliser d'importantes économies par rapport aux méthodes traditionnelles de conception de produits et s'est également avéré bénéfique lorsqu'il est utilisé en parallèle avec des stratégies de fabrication agiles.

À l'aube du nouveau siècle, la production automobile entre dans une ère de production allégée capable de répondre efficacement aux besoins des utilisateurs. La production automobile est devenue une méthode de production modulaire adaptable et des technologies automobiles de pointe sont mises en œuvre aujourd'hui.

La technologie automobile connaît actuellement une évolution, passant de la mécanique traditionnelle à la fabrication avancée par prototypage rapide au laser, la fabrication légère apportant de la vitalité au développement et à la production d'automobiles. La technologie de fabrication légère deviendra probablement un pilier des processus de production automobile modernes au cours de ce siècle, devenant une méthode de traitement indispensable.