工业机器人在现代汽车制造产线上组装汽车车身,背景为大型工厂车间,体现出自动化与智能制造的应用。

无损检测:推动汽车行业质量升级

引言
汽车行业作为全球具活力的行业之一,每年生产超过7000万辆汽车,且技术复杂性不断攀升。该行业通过贡献约3.4万亿美元的年产值推动经济增长,还为其他领域设定了技术标准。然而,尽管生产效率和质量往往存在相互冲突的需求,无损检测(NDT)在平衡这两者方面的作用仍然被大多数人忽视。

汽车行业变革趋势
当前汽车行业正经历深刻变革。全球出行的趋势,加上严格的排放和燃油消耗法规,迫使制造商大力投资于新型驱动系统,如全电动或氢动力汽车,以及优化传统发动机。此外,消费者对提升驾驶舒适性的需求,包括连接性和自动驾驶,进一步推动创新。制造商还必须通过数字化优化车辆生产过程,并提升产品质量,以应对这些挑战。这些相互交织的压力将在未来几年内彻底改变汽车行业。

汽车生产的可持续性要求
除上述直接挑战外,全球变暖等更广泛的环境问题将影响汽车生产未来。可持续性必须融入个人行为工业生产实践,资源的高效管理和废物减少将成为产品生命周期中的关键组成部分,进一步影响汽车制造业的发展。

汽车行业质量控制的演进
在汽车行业的早期,质量控制相对简单。大规模生产依赖于工艺的可重复性来确保一致性,而一致性又与质量挂钩。为了确保生产标准,随机抽查通常会涉及到对组件的破坏性检查。例如,X射线检查长期以来被用于检查铸件和发动机缸体。

尽管技术进步,破坏性检测仍因速度快和固有生产习惯的延续,但会造成大量废料与高昂返修成本。

无损检测的崛起
幸运的是,无损检测技术的进步促使如今已经可以快速、可靠的检测方法,同时减少材料浪费并提升可持续性。许多无损检测方法是数字化的,便于与现有生产流程无缝集成。
视觉检测仍然是无损检测的基础,通常在直接接触部件受限时,使用视频探头进行辅助,其广泛应用于终检、引擎开发与密封性测试。


射线检测,使用X射线技术和数字探测器,仍用于发动机缸体与轮毂等安全关键部件的检测。从传统的二维射线摄影转向数字射线计算机断层扫描(CT)显著提高了检测质量。CT技术最初源自医学影像,经过二十年的发展,已成为汽车制造中的重要技术,逐渐从实验室环境转移到生产线中。自动缺陷识别(ADR)和人工智能(AI)等创新进一步自动化了这些过程,尤其是在电池单体检测等应用中。

扩展的NDT技术
涡流检测是汽车行业另一广泛应用技术,用于检测主缸、轴承座圈与活塞等部件的裂纹与硬度。现代涡流系统在高频下运行,支持高速产线快速检测,并实现自动化的合格/不合格控制。

同样地,超声检测在完整性测试,尤其是焊缝检测中应用渐增,正逐步替代破坏性抽检。

无损检测在汽车制造中的未来
成本压力与新材料的引入加速NDT技术推广。新材料常需激光焊接、粘接等新连接技术,亟待创新的检测解决方案。这些方案需无缝融入产线,提升效率并降低报废与返修成本,从而增强可持续性。
如今,许多工作都可以利用自动化检测,这不仅能够提高效率,还能利用检测数据改进过程控制。现代的无损检测方法提供了清晰易懂的显示和报告,生成大量数据。先进的数据管理、分析和存储软件解决方案,以及远程监控和诊断功能,对于处理这些信息至关重要,甚至可以进行不同检测方法之间的对比分析。

结论
以上技术突破与理念的转变为汽车制造商与供应商带来福音。无损检测解决方案通过减少报废与返修降低成本,凭借精准可靠数据缩短样品开发周期