最適な材料ソリューションのレーザー溶着によって堅牢な自動車用途設計を実現

自動車産業において、レーザー溶着は車両の電動化の進展や、安全性・快適性を求める消費者ニーズの高まりにより導入が拡大しています。レーザー溶着は高速かつクリーンな工法であり、カメラ、空調制御部品、EVトランスミッションなどのコンポーネントに利用されています。適切な材料の選定はレーザー溶着プロセスにおいて極めて重要です。不適切な材料を使用すると不良品率が増加し、ブランドの信頼性を損なうリスクがあります。適切な材料ソリューションを選択することで、欠陥リスクを最小限に抑えることが可能です。

自動車業界では、車両の電動化の進展や、快適性・安全性・性能向上機能に対する消費者需要の高まりを背景に、従来の溶接法からレーザー溶接への需要シフトが進行しています。グローバルで、レーザー溶接の需要は2032年までに538.7万米ドルに達すると予測されています。これは、カメラ、アダプティブクルーズコントロール、空調制御などのエレクトロニクス機能が自動車部品にますます組み込まれていることによるものです。

自動車メーカーにとって、レーザー溶接は高速かつクリーンな加工性と高い設計自由度を提供し、ADAS（先進運転支援システム）、GNSS（全地球衛星測位システム）、カメラなどの高感度部品の組み込みに最適です。電気自動車のエレクトロニクスおよびバッテリーシステムに対する防湿性・防塵性も確保されます。レーザービームの高精度により、高効率な工程が実現します。大量生産用途で自動化が求められる場合、効率的かつ比較的コストパフォーマンスに優れた手法です。

レーザー溶接の利用はますます拡大していますが、最適な材料ソリューションを選定することが重要です。不適切な材料を使用した場合、ブランドや事業の信頼性を損なうリスクがあります。

一部の市場をリードするレーザー溶接用材料には制約があり、場合によっては不具合につながることがあります。不良部品が発生すると、リコールやブランドイメージの低下、修理コスト、さらには損害賠償責任のリスクも考えられます。最適なプロセスの実現には、卓越した設計力と材料知見を持つパートナーが必要です。

先進的な材料ソリューションの活用により、生産性を向上させ、コストを削減できます。

Envalior（旧EnvaliorおよびLanxess HPM）はサポート可能です。当社はレーザー溶接用に多様な材料を提供しており、ハイパフォーマンスなArnite®ポリブチレンテレフタレート（PBT）は、従来品よりも高速なサイクルタイムを達成します。Arnite PBTは、幅広い溶接材料の厚みや着色に対応可能で、カスタム仕様のレーザー透過性ブラックなど、多様なアプリケーション要件や設計に柔軟に対応します。

弊社のArnite PBT材料と従来のPBTを用いてレーダーハウジングのレーザー溶接を実施した研究では、Arnite PBTは競合材料と比較して2倍以上の高速溶接サイクルを実現し、表面欠陥や焼損の兆候もありませんでした。従来のPBTの代わりにArnite PBT（LT TV4 261）を選択することで、生産性向上とコスト削減が可能になります。

要求の厳しいレーザー溶接用途を想定した材料では、当社材料の吸水率は競合材料に比べて大幅に低く、これが優れた寸法安定性へとつながります。気密性のリスクが低減されるため、より厳密な公差で部品設計が可能となり、優れたパフォーマンスで迅速なレーザー溶接が実現できる多様な溶接オプションに対応します。

最適な安定性を実現する高い透明性によって、欠陥リスクを低減します。

高い透明性は、より厚みがあり堅牢な設計と寸法安定性の向上を可能にし、レーザー溶接工程における幅広い加工ウィンドウを提供します。たとえば、透過型レーザー溶接においては、レーザー光が透明または半透明のトップレイヤーを透過し、下層のレーザー吸収性コンポーネントに到達します。適切な透明性と吸収率のバランスによって、層間の接合部に正確なメルトプールが形成されます。下部がレーザーエネルギーを吸収して溶融し、上層へ熱が伝達されて溶融が進行します。溶融したポリマーが圧力下で冷却されることで、溶接継手が形成されます。

加工ウィンドウが広いほど、製造中の欠陥発生リスクが低減します。標準的なPBTと比較して、Arnite (LT TV4 261) は透明性が300%向上しており、生産効率を高め、欠陥を削減します。

標準的なPBTは、溶接時の剛性を維持するために通常ガラス繊維（GF）で強化されますが、添加剤は多くの場合材料の透明性を低下させます。ポリマーの透明性が不十分な場合、溶接は困難または不可能となることがあります。トップレイヤーを透過するはずのレーザーが樹脂表面で吸収され、溶接開始前に損傷を与える可能性があります。高透明性材料であるArnite PBTは、さまざまな厚みやGF含有率に対してレーザー透過溶接の優れた基盤を提供します。

お客様の目標達成をサポート高強度のウェルドラインおよびその他の利点

自動車業界における信頼できるパートナーとして、当社のグローバルエンジニア、サイエンティスト、テクニシャンのチームが、部品設計、製造、最適化の各プロセスを通じてお客様と協働し、安全かつ信頼性の高い製品の実現を支援します。

お客様の用途に最適なグレードと溶接工法について、最も強固なウェルドラインを確保するためのご提案を行います。さらに、当社は代替となるセカンドソースサプライヤーとしてご利用いただくことで、サプライチェーンリスクの低減にも貢献し、初期段階から納品まで一貫してお客様と協力し、競争力のある成果を実現します。

Envalior（旧EnvaliorおよびLanxess HPM）は、材料科学イノベーションのグローバルリーダーであり、自動車やエレクトロニクスを含む幅広い業界で次世代技術を支える堅牢な材料ポートフォリオを有しています。当社のソリューションは、OEMやコネクターメーカーとの広範な研究、試験、協働によって裏付けられており、お客様のあらゆる安全性・信頼性・設計自由度のニーズに対応します。