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GF加工方案飛秒激光技術:一秒加工直徑150μm孔
上海市模具技術協會-上海模具信息網 時間:2020/5/27 17:46:54


我們都知道發動機是汽車的核心,買車時無論懂不懂車都會很在意發動機的情況。而缸內直噴技術(GDI)就是被廣泛應于汽油發動機領域的主流技術,你可以簡單的將它理解為一種直接將燃油精準地噴入氣缸內并與進氣進行充分混合的技術。


那么,這種技術有什么好處呢?它與超快激光加工技術又有什么關系呢?


從上圖我們可以看出,新一代缸內直噴(GDI)噴油器現在可以更有效地向氣缸噴射燃油,以更少的燃油和更低的排放實現目標發動機性能。要做到這一點,我們必須在噴油嘴(見下圖)上進行精確的鉆孔,以控制燃油的液滴大小和噴射模式,并將其引導到能夠以最大效率燃燒的位置。



這些微孔必須具有近乎完美的表面質量,且直徑小于150微米。其長度、直徑、位置、形狀等加工質量又會直接影響噴油嘴的霧化性能、噴射壓力、流量變化和燃燒性能,從而最終影響發動機的成本、動力性能和排放指標。為了達到成本效益,每個鉆孔必須在幾秒鐘內完成并保證可靠的重復精度,這已遠遠超出傳統機械鉆孔技術的能力。


傳統加工方法VS 創新微孔加工技術


目前常見的噴油器噴孔加工方式主要包括機械鉆孔、電火花打孔、飛秒超快激光微細打孔三種。


機械鉆孔成本最高,由于鉆小孔的刀具價格昂貴,加工過程中易磨損且刀具有斷裂風險,直接影響噴孔一致性和產品良率,且耗材成本高。


電火花打孔雖然在加工小孔的尺寸上比機械鉆孔稍靈活,但加工時間和光潔度表現均不如飛秒激光(見下方對比),同時我們還必須考慮到電極絲等耗材的成本以及工藝的穩定性。


而飛秒激光由于在加工過程中不產生熱量,使得加工出的產品沒有毛刺、熱變形或重熔層,讓我們獲得更精確的加工結果和更優異的表面質量,從而實現最小的噴射流量變化。同時,清晰的銳邊和高光潔度也能幫助減少孔壁焦化從而延長噴嘴壽命。

現在,隨著國內外入排放標準的逐步升級,對于噴油嘴廠商及其OEM的挑戰也越來越大。廠商們只能通過尋求并開發特殊而新穎的噴孔形狀來試圖達到要求。傳統加工出的圓孔已經無法滿足客戶的需求,因此激光打孔在孔型加工的靈活性上的優勢就愈發明顯。




超快激光微細加工解決方案



GF加工方案旗下的子品牌Microlution開創了全球第一個工業級超快激光微加工平臺,只需簡單裝夾即可滿足對于單個噴油嘴上多個不同尺寸噴孔的需求。設計人員可以輕松改變各個孔的直徑來微調每個噴孔所產生的噴霧。同時擺脫刀具和電極絲等加工手段的束縛從而快速制作噴油嘴設計原型并測試新的燃燒方案。


全球頂級GDI噴油嘴廠商多年前就已經開始采用GF加工方案的這一先進制造方案,并通過多次檢測證明通過此方案生產的噴油嘴流量誤差可以控制在1%以內。相較其他加工技術流量誤差在3%以上,GF加工方案的飛秒激光技術所帶來的穩定性優勢尤為明顯。


GF加工方案的明星機型——五軸飛秒激光機ML-5 正是在2011年特別為GDI噴嘴加工這個行業而研發的,該機型適合研發、小批量多品種生產。如今全球裝機已經超過40臺。


MLDS 是2014年研發成功的批量生產機型,微孔檢測+激光鉆噴孔或機械鉆盲孔+激光鉆噴孔是該機型的兩款衍生機型,滿足客戶的各種工藝需求,是專為GDI 大批量生產提供的全自動化的交鑰匙解決方案。



目前,這些超快激光微孔鉆孔解決方案目前正在世界各地的工廠工作,協助汽車制造商生產出最高效的噴油器,提高發動機性能,并滿足嚴格的政府排放要求。


如果您希望獲得更多的靈活性和技術儲備,在降低成本的同時,用更快的加工速度獲得更好的表面質量,那么GF加工方案的激光微細加工方案無疑是您的不二之選!


GF加工方案提供


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