汽车冲压激光系列自动化生产线领域发展概况
思瀚产业研究院 奥图股份    2025-06-21

①多头激光开卷落料线领域

在激光开卷落料生产线出现之前，传统的开卷落料线使用落料压力机加落料模或剪刀进行落料，将卷料形态的钢板、铝板加工成冲压毛坯板料。该类生产线的应用不仅涉及大吨位压力机的购买和后期维护，还需要考虑落料模具磨损、更新等所带来的持续性资金投入，并且生产线对厂地高度、承重等皆有较高要求。生产线实际应用过程中还存在不适合加工高硬度、高强度、高温的材料，加工面的平均粗糙度高等问题，因此主要适用于已实现规模化、大批量生产的车型。

近年来，随着我国消费者对汽车品质要求的提高以及整体需求的多元化，我国乘用车市场已经进入多元化、个性化的发展阶段。汽车生产商为保持其竞争优势，适应客户需求，不断加快汽车车型更新换代的速度。

根据《锻造与冲压》杂志文章数据：全新车型开发周期已由原来的 4 年左右缩短为 1-3 年，改款车型由原来的 6-24 个月缩短至 4-15 个月。汽车车型种类多、更新快的特点带来了“多品种、小批量”加工需求，但是传统开卷落料生产线固定投资成本高、模具制作周期长、模具生产费用高的特点无法适应车型快速迭代背景下的生产加工需求。

此外，在汽车轻量化发展趋势下，超高强度钢、铝合金以及铝基复合材料加工需求增大，使得传统开卷落料线不适合加工高硬度、高强度、高温的材料的局限性更为凸显。在此背景下，激光开卷落料线作为一种新的技术选择，相较传统开卷落料生产线，在切割工艺中使用光纤激光，免除了落料模具的制作以及后续存储、吊运、调试、更换及维修模具的工作，因此投资和运营成本显著低于传统开卷落料线。激光落料采用激光切割，不受材料强度影响，而机械落料线受压力机吨位限制，以及落料模具的结构强度、刃口强度限制，影响其加工超硬度、高强度的材料。

此外，激光落料还兼具柔性编程、动态切割等特点，总体上呈现出无模具成本、加工材料范围宽、断面质量高、材料利用率高、适用小批量等优势，可以弥补传统开卷落料生产线的不足。生产线组成方面，激光开卷落料线组成包括开卷单元、校平单元、激光切割单元、堆垛单元、智能控制系统。

其中，核心主机采用激光切割单元替代冲压单元，由激光切割无接触加工取代冲压、剪切加工。该产品目前仍处于推广应用阶段，行业内尚未大规模应用。多头激光开卷落料线更符合新能源汽车的发展需求，可以满足其产品更新周期快，小批量、多品种生产的需求，还可以解决传统压力机落料线模具易磨损、换型困难、表面加工质量不高等缺点。

②一体式门环激光拼焊自动化生产线领域

激光拼焊技术是指激光功率密度达到一定值时，将工件表面温度迅速升高，短时间内达到沸点，将两个工件拼焊部位熔化、冷却，然后凝结成一个整体。这项技术可以将不同等级、不同强度和不同厚度的钢板采用激光拼焊技术连接。

传统汽车门环制造过程中，大部分汽车制造商采用分离成形方法，即利用不同的模具分别成形单个零件，然后将各个零件焊接起来组成目标部件。这种方法虽然提高了材料选择的灵活性，但同时也增加了冲压、加工和装配成本以及形状配合问题，点焊时的材料重叠也增加了车身重量。

随着乘用车客舱区域的热成形钢使用越来越广泛，热成形件之间逐渐呈环状分布，2007年，知名钢铁厂商阿赛洛米塔尔公司研发出一体式热成形门环结构，将汽车前门环由传统的四个零件，改变为一个整体的门环结构。一体式门环通过将激光拼焊技术和热冲压成形技术有效结合，将多段不同材料、不同厚度、不同性能的高强度钢板坯料焊接，再通过热冲压成形技术改变其形状、性能，得到一个整体的高性能强度的汽车门环。

解决了传统门环制造过程中多处重叠点焊导致的冲压件利用率较低和多层板焊接工艺问题，降本增效，提升零件尺寸精度的同时实现了车身安全性能、整车轻量化能力的提高。按照欧洲权威的 NCAP 标准开展正面和侧面碰撞模拟，结果显示，同单独热成形 4 个零件后组成的门环相比，一体式激光拼焊热成形门环减重了 20%，侧面碰撞中 B 柱变形侵入量最大值较小，正面碰撞中仪表盘变形侵入量至少减少了 16%。

2014 年，本田讴歌成为首个采用一体式门环的车型。2016年克莱斯勒 Pacifica 采用了优化的一体式激光拼焊热成形门环，减重了 8.64kg，并获得美国高速公路安全保险协会顶级安全奖。

与此同时，湖南华菱钢铁股份有限公司与阿赛洛米塔尔合资创建的 VAMA 公司在国内推广一体式激光拼焊热成形门环，长城汽车、长安汽车、比亚迪及广汽集团等均针对一体式门环进行了开发和应用。市场规模方面，该产品在国内仍处于逐步推广应用阶段，根据凌云股份发布的 2023 年年度报告，其在 2023 年“突破热成型材料激光拼焊技术，建成国内首条热成型全自动激光拼焊产线”。

目前实际应用中激光拼焊自动化生产线使用量很少，随着我国自动化生产线供应商逐步掌握一体式门环激光拼焊自动化生产工艺，未来可以向市场提供更具性价比的产品。伴随汽车制造商针对汽车高安全性、轻量化需求的不断提高，预计该类产品的应用需求将逐渐增加。