新世紀的新發展
進入21世紀后，在日本、美國及歐洲的汽車工業中，人們越來越關注保持自己在市場中的競爭力尤其是研發能力。小批量生產、訂制生產已經成為一種發展方向。這種生產方式融合了手工制造及大批量生產兩者的優勢，同時避免了手工生產的成本過高以及大批量生產缺乏靈活性的缺點。
在這種條件下就要求激光加工設備的制造商必須不斷地對自己的產品進行技術革新并保持自己產品的競爭力，在設計中不僅要注意滿足目前汽車覆蓋件加工應用中的需要，而且要為用戶今后的發展做好準備，即為小批量生產模式預先提供合理的解決方案。針對最近幾年中汽車車身工業用戶對設備在以下三個方面的性能改進表現出強烈的需求——更快的加工速度、更大的加工范圍（特別是目前非常成功的MPV、SUV、皮卡對這方面需求更加強烈）以及具有靈活性、結構緊湊、操作簡明等特點，普瑞瑪工業公司專門對其旗艦型三維激光加工機床OPTIMO做了全新的設計。新改進的OTPIMO機床的行程為2500mm×4500mm×920mm，是目前市場上加工范圍最大的標準三維激光切割機床之一。它采用龍門框架式結構，全部運動部分均架在空中，整個加工區域全部面向用戶開放，具有非常好的可接近性，用戶可根據自身產品的情況選擇從手工到全自動的多種配置方案。在動態性能方面，OPTIMO也達到了前所未有的水平：其最大定位速度為84m/min，最大加速度為0.5g，同老式激光加工機相比，其加工效率提高了至少一倍。同時，OPTIMO采用集成式結構設計，不但安裝簡便迅速，還具備可以快速安裝及可以在不同的生產部門之間快速重新定位的功能，就像最新型的車床和磨床一樣。
新材料、新工藝更需要激光
隨著人們對汽車舒適性和安全性等方面的要求越來越高，逐漸增加車身尺寸、考慮使用四輪驅動技術、增加更多的電子設備等在汽車工業中越來越成為趨勢，而所有這些都不可避免地會增加整車的重量，并導致同降低油耗這一目標之間的矛盾，唯一的解決辦法就是在不影響性能的同時降低車身自身的重量。這一點可以從目前內高壓成型零件（IHU）和高硬質鋼材料（溫熱成型鋼）在汽車車身領域的廣泛使用得到驗證。
內高壓成型是通過高壓乳化液（水和添加劑）使處于模具內的空心件（主要為管狀件）外壁完全緊貼模具而成型。用這種方法生產出的零件成型精確高，重量輕，并可將原來需要焊接的多根管材一次成型完成，減少了焊接次數并提高整體強度，其良好的強度重量比和低生產成本使其在車身和底盤結構中也得到了廣泛的應用。由于內高壓成型件的形狀非常復雜，而且有一定數量的孔和槽要切割，因此采用傳統的沖切模具是無法加工的，三維激光切割是目前最佳的解決方案之一。
高硬質鋼材料（溫熱成型鋼）具有極高的內部張力（1500MPa/mm2），因此彈性變形非常小，非常適合在汽車車身對強度要求高的部位使用，如保險杠支架、前梁、側梁、加強筋等位置。而在相同的強度要求下，高硬質鋼的重量比正常鋼板要輕許多，并可減免很多焊接工序，因此在保證安全的前提下可以有效地降低車身的重量。正是因為這原因，這種材料的零件幾乎無法采用傳統的沖切模具方式加工，而唯一的解決方式就是三維激光切割。
激光焊接有巨大的發展前景
由于激光焊接技術的焊接速度快、焊縫質量高，已經在越來越多的領域取得了成功，當然也包括汽車車身制造領域。激光不等厚板拼焊就是一個成功的例子。所謂不等厚板拼焊，就是將不同材料或不同厚度的板材通過激光焊接成整張板材，然后進行沖壓成型，這樣生產的零件既可以滿足車身結構局部對強度的要求，又可以降低對強度要求不高的局部的材料重量，達到降低整車重量的目的。激光焊接速度快（可達8m/min），焊接后板材的變形非常小，而且焊縫質量非常好，其焊縫的強度甚至超過了母體。
目前最新應用的焊接技術是遙控激光焊接。它是指焊接頭在距離焊點500～700mm的距離進行焊接，以徹底解決焊接過程中工裝夾具和焊頭之間互相干擾的問題。同時，遙控焊接還具有無與倫比的速度優勢：其每個焊點（焊縫）的平均焊接時間僅為0.5s，一臺遙控激光焊接單元的工作效率相當于10～20臺焊接機器人。由于其在效率和降低投資、減輕維護成本等方面的優異表現，目前這一系統已經在車門、車地板、車身側圍和分裝組件等裝配線上獲得了成功的應用。
先進三維激光加工設備的共同點
21世紀的激光加工設備還應該具有一些新的特點，以符合技術不斷進步的要求。首先，先進的三維激光切割機應采用全飛行光路技術，即加工過程中工件和夾具保持靜止不動，全部的運動由加工頭完成，加工過程不受工件重量、尺寸、占地面積及夾具等方面的限制。因為激光加工本身就是一種沒有切削力的加工方式，采用飛行光路技術后，工裝夾具只起支撐和定位的作用，而無需考慮工件移動帶來的定位和固定等問題，可以大大節省用戶工裝夾具設計的成本和時間。同時，由于工件靜止不動，機床的運動部分幾乎沒有負載，這大大降低了機床自身的磨損，可以保證設備長期穩定可靠的運行。另外，由于采用了飛行光路技術，機床的占地面積大大減少，并可靈活配置各種自動上下料系統以充分利用設備的效率。
三維激光加工設備另一個關鍵技術就是其加工頭的設計。好的五軸加工頭不但應該結構緊湊、設計簡潔、具有非常好的接近性，同時它還可以實現連續n×360°(無限制旋轉）和120°的擺動，即使是非常復雜的零件表面（如內高壓成型件），也可以非常好地接近加工并減少五軸編程的工作量。
當然，成熟的三維激光設備還應通過歐洲CE和美國CDRH安全標準認證，配置有完善的安全防護系統，在加工過程中將加工區域完全封閉，不但可保證操作人員的安全，還可大大提高加工區域內廢氣抽風除塵系統的工作效率。目前先進的三維激光切割機的各數控軸已全部采用光柵尺全閉環反饋控制，其定位精度和重復定位精度比市場上采用編碼器半閉環控制的傳統設備提高了一個數量級。
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