你猜猜,焊好一臺(tái)新能源汽車的整個(gè)車身,需要多長(zhǎng)時(shí)間?
43秒!
沒(méi)錯(cuò),不是43分鐘,就是43秒!這個(gè)讓全球同行都豎大拇指的“中國(guó)速度”,出自華工科技董事長(zhǎng)馬新強(qiáng)之口。這不僅僅是快,更是全球最快的焊接速度,妥妥的站在了行業(yè)巔峰!
誰(shuí)能想到,這份輝煌的起點(diǎn),竟是一顆小小的螺絲釘?
“20年前,咱們國(guó)家的高端激光加工設(shè)備,那真是被國(guó)外卡得死死的,基本全靠進(jìn)口。”馬新強(qiáng)回憶起往事,感慨萬(wàn)千,“說(shuō)出來(lái)你可能不信,連用來(lái)加固激光器的螺絲釘,都得花3美元一顆從國(guó)外買!就是這顆小小的螺絲釘,像一記重錘敲醒了我:核心技術(shù)不掌握在自己手里,永遠(yuǎn)受制于人!必須走自強(qiáng)奮斗的路!”
正是這份“螺絲釘?shù)木选保c(diǎn)燃了華工科技乃至中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)的斗志。他們埋頭苦干,奮起直追,最終成功研制出擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車白車身激光焊接裝備。這一舉,徹底打破了國(guó)外巨頭長(zhǎng)達(dá)近40年的技術(shù)壟斷!更厲害的是,咱們自己搞出來(lái)了,逼得國(guó)外同類產(chǎn)品的價(jià)格直接跳水超過(guò)40%!
“現(xiàn)在,我們只用43秒,就能完成一輛新能源車身的激光焊接,這就是目前行業(yè)的最快速度!”馬新強(qiáng)的自豪溢于言表。如今,華工科技的這套“神器”,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率已經(jīng)狂飆到90%以上,累計(jì)服務(wù)的下線車輛超過(guò)4500萬(wàn)輛!
他們還為新能源汽車行業(yè)量身打造了上百套其他激光裝備,能生產(chǎn)幾千種汽車零部件,成為中國(guó)新能源車走向世界的強(qiáng)大助推器。
那么問(wèn)題來(lái)了,這么牛的中國(guó)激光技術(shù),尤其是那核心的“三維五軸激光切割”,到底是怎么打破國(guó)外壟斷,練就一身“絕世武功”的呢?
“三維五軸”,聽(tīng)著高大上,到底是啥“黑科技”?
簡(jiǎn)單說(shuō),激光切割和激光焊接,就像一對(duì)孿生兄弟,原理相通。圈叔先聊聊這個(gè)聽(tīng)起來(lái)很厲害的“三維五軸激光切割技術(shù)”。
“三維”好理解,就是我們?nèi)粘8兄拈L(zhǎng)、寬、高(X, Y, Z軸)。
為啥要“五軸”?光有三維移動(dòng)還不夠精準(zhǔn)靈活!于是,工程師們又加了兩條軸:A軸可以調(diào)節(jié)切割頭的傾斜角度。C軸可以讓切割頭(或者工件)自由旋轉(zhuǎn)。
這五條軸(X, Y, Z, A, C)就像人的手臂和手腕一樣靈活聯(lián)動(dòng),再加上一個(gè)集成了聚焦鏡片、噴嘴等精密光學(xué)元件的“切割頭”,就能實(shí)現(xiàn)真正的“360度無(wú)死角加工”,再?gòu)?fù)雜的三維曲面金屬件,也能切得又快又準(zhǔn)!
光有五軸機(jī)械結(jié)構(gòu)+切割頭還不夠,軟件是“靈魂”。一套強(qiáng)大的數(shù)控系統(tǒng)(CNC) 負(fù)責(zé)精確指揮:激光頭怎么動(dòng)、跑多快、加速度多大、激光功率調(diào)多少……全靠它編程控制。
這“神器”用處大著呢!
比如你車門里那根保命的防撞梁,還有底盤部件、發(fā)動(dòng)機(jī)零件這些強(qiáng)度能達(dá)到1500MPa以上的超高強(qiáng)度鋼,傳統(tǒng)模具沖壓對(duì)付它們很費(fèi)勁,成本高、磨損快。而三維五軸激光切割機(jī),就像一把精準(zhǔn)的“光刻刀”,輕松搞定切孔、修邊,把毛糙的邊緣變得光滑平整。
舉個(gè)例子吧,特斯拉那些厲害的一體化壓鑄件,成型后就是用五軸激光進(jìn)行精密修邊的!
可能有讀者會(huì)問(wèn):之前看你們介紹過(guò)特斯拉、小米都在用的超級(jí)壓鑄機(jī)(Giga Press),既然激光切割焊接這么好用,能代替模具沖壓,那還要大壓鑄機(jī)干嘛?
其實(shí)啊,這兩者不是替代關(guān)系,而是黃金搭檔!大壓鑄機(jī)負(fù)責(zé)“如何把零件造出來(lái)”,解決的是“從無(wú)到有”的大批量問(wèn)題;激光切割技術(shù)則負(fù)責(zé)“如何把零件修得完美”的高精度修邊、切割的細(xì)節(jié)問(wèn)題。
一個(gè)主攻“成型”,一個(gè)主攻“精修”,配合得天衣無(wú)縫。
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片、機(jī)翼、機(jī)身結(jié)構(gòu)件、航天器零件……這些對(duì)精度和重量要求變態(tài)高的玩意兒,三維五軸激光切割技術(shù)大顯身手。它能精確切割復(fù)雜曲面和薄壁結(jié)構(gòu),保證尺寸絲毫不差,表面完美無(wú)瑕,還能極致減重,讓飛機(jī)火箭飛得更遠(yuǎn)更省油!
船舶、工程機(jī)械、醫(yī)療器械、建筑裝飾、電子電器……你能想到的高端制造領(lǐng)域,幾乎都有它的身影,是推動(dòng)行業(yè)升級(jí)創(chuàng)新的“隱形冠軍”。
以前在汽車、航天這些領(lǐng)域,造零件主要靠沖壓模具。一臺(tái)普通的轎車,平均就需要1000到1500套大大小小的模具!模具用久了會(huì)磨損,為了保證精度,就得定期更換。
要是加工像前面說(shuō)的那種屈服強(qiáng)度1500MPa以上的“變態(tài)級(jí)”高強(qiáng)鋼,模具損耗更是快得嚇人,效率還低。這些巨額成本,最后都得攤到咱們消費(fèi)者買的車上。
三維五軸激光切割技術(shù),最早是意大利普瑞瑪(Prima Industrie)在1979年搞出來(lái)的,德國(guó)通快(Trumpf)也很快跟上。這技術(shù)一出來(lái),立刻在歐洲高端制造業(yè)掀起風(fēng)暴。日本企業(yè)也迅速推出了自己的版本,分走了一塊國(guó)際蛋糕。很長(zhǎng)一段時(shí)間里,核心技術(shù)被他們牢牢握在手里。
但中國(guó)制造的需求和決心,催生了突破!
特別是現(xiàn)在新能源汽車火爆全球,車身要輕量化,催生了熱成型技術(shù)——把鋼板加熱到快1000度然后急速冷卻成型,強(qiáng)度飆升到1000-2000MPa!這種“硬茬”,傳統(tǒng)模具根本啃不動(dòng)。
同時(shí),小批量、定制化生產(chǎn)越來(lái)越流行,專門開(kāi)模成本高到離譜。這時(shí)候,無(wú)需模具、只需編程就能靈活調(diào)整的三維五軸激光技術(shù),幾乎成了唯一的解決方案!
市場(chǎng)潛力巨大!光是國(guó)內(nèi)市場(chǎng),2024年激光切割設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模就接近370億,今年預(yù)計(jì)要沖400億!這么大的蛋糕,中國(guó)企業(yè)豈能坐視不理?
華工科技等國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè),瞄準(zhǔn)了三維五軸激光切割機(jī)的三大最核心、曾經(jīng)被死死卡住的“命門”發(fā)起猛攻。于是中國(guó)自己的高端三維五軸激光切割機(jī)終于橫空出世!華工科技全球首發(fā)的第五代智能機(jī)型,關(guān)鍵核心部件100%自主可控!這不僅打破了封鎖,更極大地推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。
更令人振奮的是,咱們不再是單打獨(dú)斗。整個(gè)激光產(chǎn)業(yè)鏈上下游300多家企業(yè)緊密合作,比如著名的武漢光谷激光產(chǎn)業(yè)集群,73家相關(guān)企業(yè)抱團(tuán)發(fā)展,研發(fā)、制造分工協(xié)作,區(qū)域內(nèi)成品國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)90%,大大降低了整機(jī)成本。
結(jié)果如何?中國(guó)成功躋身德國(guó)、意大利、日本之后,成為全球第四個(gè)完全自主掌握三維五軸激光加工核心技術(shù)的國(guó)家!
看全球設(shè)備產(chǎn)地份額:歐洲(德、意)42%;中國(guó):38%后來(lái)居上;日本約15%。
華工科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)頭羊,到2023年7月,已累計(jì)交付近280臺(tái)三維五軸設(shè)備,獨(dú)占國(guó)內(nèi)70%的市場(chǎng),位列國(guó)內(nèi)第一、全球第三!這份實(shí)力,直接逼得進(jìn)口設(shè)備價(jià)格普降20%以上!實(shí)實(shí)在在為中國(guó)制造省了錢,爭(zhēng)了氣!
講完切割,再說(shuō)回開(kāi)篇震撼的焊接!
激光切割和焊接原理相通,設(shè)備也像“變形金剛”。只要把“切割頭”換成“焊接頭”,同一臺(tái)三維五軸設(shè)備,瞬間就能變成高精度的焊接機(jī)!無(wú)論是汽車車身拼接,還是航天器材的精密連接,都能輕松搞定,真正實(shí)現(xiàn)了“一機(jī)多用”的高效生產(chǎn)。
在新能源車制造中,雖然像特斯拉用的那種巨型壓鑄機(jī)(Giga Press)能把很多零件“化零為整”,一次壓鑄成型個(gè)大部件,但想一次把所有零件都“壓”出來(lái)?目前還做不到。焊接,尤其是高精度、高強(qiáng)度的焊接,仍然不可或缺。
作為全球最大的制造業(yè)國(guó)家,中國(guó)在航空航天復(fù)雜曲面零件、新能源汽車輕量化電池托盤大規(guī)模量產(chǎn)、船舶制造異形曲面高效切割等領(lǐng)域爆發(fā)的“剛需場(chǎng)景”,為技術(shù)創(chuàng)新提供了最肥沃的土壤和最強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力。
以華工科技、大族激光為代表的中國(guó)企業(yè),以“十年磨一劍”的定力和魄力,死磕核心技術(shù),最終在數(shù)控系統(tǒng)、激光器、切割頭等核心單元實(shí)現(xiàn)100%自主,并引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。
從被迫花天價(jià)買螺絲釘,到用自主創(chuàng)新的“激光神技”讓世界巨頭降價(jià)求存,中國(guó)激光的崛起之路,正是中國(guó)智造由大轉(zhuǎn)強(qiáng)的生動(dòng)縮影。未來(lái),這把凝聚著智慧與決心的“中國(guó)光刀”,必將雕刻出更多令人驚嘆的大國(guó)重器!
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