柔性是激光最大的優勢

　　由于板坯厚度變化、沖壓模具磨損等一些不可控制的因素，車身沖壓件的實際尺寸同設計尺寸之間存在著一些細微的、但卻不可預測和控制的誤差。而激光加工要求激光束的焦點位置精密控制在沖壓件表面，因此，將激光加工引入到汽車車身加工領域的難度是很大的。1979年，在世界上第一臺三維激光切割機問世時，它還只能進行汽車內飾件的切割，而無法加工金屬沖壓件。1982年，普瑞瑪工業公司創造性地將電容式傳感器集成到了三維激光切割設備中，使機床可以自動“適應”沖壓件彈性變形造成的誤差，從而使三維激光切割技術真正成為了汽車車身加工的一種新的精密、靈活的加工手段。

　　與傳統的模具或手工加工不同，激光切割不但具有切縫窄（0.1～0.3mm）、加工精度高（尺寸偏差<0.1mm）、熱影響區小的優點，而且切口光滑平整，沒有毛刺和飛邊，加工后的零件不會對下一道沖壓工序中的模具形成任何損壞。激光加工的另一個突出的特點是：它是一種沒有切削力的加工方式，在切割過程中零件本身不受力，因此三維激光切割零件的夾具設計和制造非常簡單，可以大大節省夾具的成本和縮短制造周期。

　　由于這些優點，三維激光加工一經推出就馬上被汽車設計公司所采用，在樣車試制和小批量試生產中發揮了巨大的作用，并逐漸地被廣泛應用于模具制造和小批量的變形車及特種車生產等領域。

　　在傳統的試制階段，沖壓件的切邊和切孔等工作只能依靠手工完成，一般至少需要兩到三道工序，分別完成內框、孔、內輪廓和外輪廓的切割。而內框、內輪廓的切割對于手工操作來講是極其困難的，在切割過程中出現廢品的機率較高，而且手工加工無法保證切割件的重復精度，根本無法滿足市場上對產品質量越來越苛刻的要求。此外，每個零件必須手工劃線，加工時間長，加工后的產品必須逐件進行檢驗，很難符合車型開發周期越來越短的客觀要求。但對于激光加工來說，所有這些問題都不存在：所有的切割（包括孔、槽、內外輪廓等）均可通過數控程序在三維激光切割機上一次完成；無論是加工一件還是一百件，其尺寸均完全相同；加工過程全部自動完成，徹底避免了可能出現的各種人為誤操作所導致的廢品。最重要的是，激光切割大大提高了零件的生產效率，從開始編程、準備夾具到切割出合格的產品，激光加工只需數小時就可以完成原來人工需要數周甚至數月的工作量。在 “時間就是金錢”、“時間就是市場”的今天，開發周期的長短直接影響著產品能否成功占領市場和生產廠商的成敗，因此，在試制階段采用激光切割技術已經越來越成為各主機廠、設計公司和模具公司的唯一選擇。

　　同傳統沖壓加工相比的成本優勢

　　由于三維激光切割技術在車身試制領域中展現的突出優點，從20世紀90年代初開始，人們開始逐漸考慮將三維激光切割作為切割模具的替代品，直接用于中小批量、變形車、特種車和備件的生產之中。

　　同傳統的模具沖壓相比，激光切割最大的劣勢是單件加工周期相對比較長。以轎車車門內側板為例，從拉延成型到完成全部沖切工序，采用模具沖壓大約需要6min左右（半自動沖壓線），而如果采用激光加工則需要10min左右。但作為柔性加工方式的一種典型代表，激光加工所需的準備時間非常短，通過先進的CAD/CAM軟件，從數模轉換、加工程序生成到工裝夾具準備完成，全部過程只需一天的時間，而準備好同樣的全部沖切模具則至少需要兩到三個月。三維激光加工另一大突出的優點就是大大降低了產品的生產成本。在零件成型后，所有的沖切工作全部可由激光完成，無需準備昂貴的沖切模具，這將大大提高投資回報率。另外，激光加工全部通過數控程序控制，不但可隨時根據需要進行修改，而且一旦需要馬上可以切換到其他產品的生產，產品改變所需的成本只是重新編程和準備工裝的費用，這同更換全套模具所需的巨額投資相比，完全可以忽略不計。

　　假設某一個轎車需要10個車身覆蓋件，如果采用常規的沖切模具進行生產，所需模具的成本大約在200～400萬美元之間，全部的工裝準備、設計調試的人天工作量需要25個月，而如果采用三維激光切割設備，全部切割準備的總成本僅為5萬美元，而所需的時間也僅為50天。由此可見，即使三維激光切割機的采購成本高達100萬美元，生產一個車型所需模具的投資也僅相當于三臺大型三維激光切割機床的價格，而且這里還不包括購買壓力機所需的費用。

　　因此，對于中小批量規模生產的車型，完全可以考慮用兩到三臺激光切割機并行工作，替代全部沖切模具的工作，在保證相同生產效率的同時，不但可以為用戶節省巨額的模具開發制作成本，而且還可以大大縮短新車上市的時間。這種并行模式所帶來的另一個好處是即使一臺設備出現了故障，也不會導致整個生產線停機，而只是損失1/3的生產率，大大降低了生產管理風險。最重要的是，一次性購買的激光切割機可以反復用于各種零件的加工，幫助廠家避免了車型改變所帶來的投資風險。