计量筑基 质见未来 蔡司工业质量蓝皮书

蔡司工业质量蓝皮书 序言 目录 创新方案 | 人形机器人精细动作规模化落地ZEISS ARAMIS SRX产品79 热门应用 | 牙种植体的质量保证牙种植体、基台及附件82 行业前瞻 | 脑机接口质量应用典型显微分析95 质见未来多元行业创新应用应对未来挑战 蔡司工业质量一站式解决方案与多维度技术协同，以前瞻性的创新应用赋能不同行业高质量发展。 医疗 符合医疗行业严格标准的质量解决方案 汽车/新能源汽车行业质量解决方案 在新能源汽车快速发展的推动下，国内汽车产业正加速从规模扩张转向质量与可靠性并重的发展阶段。围绕动力电池、汽车电子等关键零部件，行业对安全性、一致性和可追溯性的要求持续提升，相关质量与检测标准不断完善。以 GB 38031-2025《电动汽车用动力蓄电池安全要求》 为代表的新标准，对动力电池从单体到系统、从机械与电安全到环境适应与热安全提出了系统化要求，也同步抬高了对检测精度、覆盖范围和过程控制能力的门槛。 一方面，动力电池检测正向覆盖生产过程的在线检测演进，动力电池百分百检测逐步成为行业共识。另一方面，人工智能和软件定义汽车的发展，推动智能驾驶技术不断升级，对汽车电子零部件的性能稳定性和质量可靠性提出了更高标准。 针对这些趋势与标准变化，蔡司持续深化在汽车与新能源汽车领域的行业解决方案布局。通过包括电池在线 X 射线检测在内的创新检测方案，以及面向汽车电子的系统化质量解决方案，蔡司帮助汽车制造企业持续满足不断升级的行业标准与监管要求，推动产品质量与规范要求的一致落地，并在不断变化的技术环境中在建立更具前瞻性和稳定性的质量保障能力，始终为消费者提供值得信赖的高质量产品。 行业应用： 汽车产业变革与质量管理前瞻 电池 电池作为电动汽车的核心部件，其性能、续航与可靠性直接影响整车竞争力。在其技术演进中，安全性、使用寿命、综合性能与成本控制共同构成电 池技术突破与规模化应用的关键维度，需在研发、生产到质控的全流程中系统应对。因此，从材料体系、电极工艺、电芯制造、模组集成到电池包结构，全面理解并精准调控电池特性，紧跟技术前沿，已成为行业高质量发展的必然要求。 在材料领域，正极材料正向高镍低钴、单晶化三元体系发展，磷酸铁锂则借助高压实、表面包覆与掺杂改性持续提升性能；负极材料逐渐由传统石墨转向硅碳复合乃至纯硅电极，以大幅提升能量密度。固态电池被广泛视为实现更高安全性与能量密度的关键方向，其固态电解质的研发与产业化成为当前攻关重点。 制造工艺上，干法电极涂布技术以其环保、高效特性逐步替代湿法工艺；激光切割技术的应用从极片结构加工，拓展到正负极片的分切工艺，显著提高切割精度，减少毛刺；高速叠片工艺持续突破效率瓶颈，并为固态电池的规模化生产奠定基础。系统集成方面，全极耳设计、大圆柱电池以及CTP/CTC等结构创新，持续优化电池内部结构，增强快充能力与空间利用率。 检测与表征技术亦同步升级。工业CT、光学显微镜、SEM-FIB联用X射线显微镜等先进技术，实现了从微观材料到宏观结构的全链条精准分析，为电池研发与制造过程提供可靠数据支撑，助力产品在安全性、一致性与循环寿命等方面达到更高标准。 电池核心技术趋势 电池研发和生产流程及质量需求 从电池材料研发到电池整包组装全流程 电池的研发与生产涵盖多阶段复杂流程，始于新材料的开发与表征，包括正负极材料及电解质的微观结构优化与性能提升；通过电池小试阶段验证能量密度与循环寿命等关键指标，在商用电池测试中评估其规模化应用的可行性。在生产环节，前段工艺涵盖混浆、涂布辊压及极片分切，保障材料均匀性和尺寸精度；中段工艺通过卷绕或叠片实现电芯内部结构的一致性；后段工艺包括封装注液和化成分容，确保电芯密封性、电解液定量注入和电极界面稳定；最终电芯经串并联组成模组，并集成为配备热管理与电控系统的完整电池包。 在技术快速迭代的背景下，行业仍面临多重挑战。材料上，电池性能衰减的根本机理尚未明晰，需借助微观结构表征手段与新材料开发，系统探究失效机制并制定有效解决方案。工艺上，电极制备、极片加工和电芯组装等生产环节对一致性要求极高，须推动在线检测技术与工艺控制的深度融合，实现高效实时的闭环质量调控。电池设计上，大圆柱电池、CTP等新技术推广应用，对质量检测覆盖度、精度和可靠性提出了更严格的要求，传统质量控制体系亟待升级以适应新型电池系统的复杂性。 电池研发和生产流程及质量需求 电芯生产 蔡司电池质量解决方案 质见未来多元行业创新应用应对未来挑战 电池托盘综述 电池托盘与上盖作为电池包的外部结构，与整车底盘紧密装配并承担密封、防撞、耐腐蚀、电磁防护与冷却等功能，是电池系统可靠性的基础。 其技术正向轻量化、高强度和智能化方向发展。托盘材料从传统钢材逐步向铝合金、复合材料转型，以降低整车重量并提升能量密度；结构设计强调模块化和热管理优化，增强碰撞安全性与散热性能。上盖则注重密封性、防水防尘和热控集成，同时兼顾结构刚性与轻量化。 未来趋势还包括功能集成化，如集成电子元件布置、热管理通道和传感器接口，以满足电动车高性能和智能化需求。其中，质量把控日益关键，通过精密制造、公差控制和全流程检测保障结构安全与寿命，同时支撑电动车高性能与智能化发展。 电池托盘技术趋势 托盘约占系统质量的20%~30%，轻量化成为托盘改进的关键 巨型压铸可在单件内集成大结构，减少连接点与紧固件，缩短节拍并提升耐久与热管理水平 电池托盘研发和生产流程及质量需求 电池托盘的研发始于根据整车要求进行结构设计，并利用计算机辅助工程进行仿真优化。生产阶段选用铝合金等材料，经挤压或压铸成型后，通过流钻螺钉工艺或自冲铆接工艺完成焊接总成，最后进行密封与防腐处理。 全过程强调严格质量控制，涵盖尺寸公差、焊接强度、密封性及耐腐蚀性检测，任何缺陷都可能破坏结构完整性和密封性，导致电池组进水、短路，甚至引发热失控等严重安全事故。因此，全过程质量控制是保障托盘长期安全运行的根本。 电池托盘研发和生产流程及质量需求 步骤4总成装配及测试 步骤3密封与散热工艺 1结构件机加与孔系加工 4总装匹配与Pack集成 2组焊（MIG 或 FSW） 1. 密封边平面度测量2. 胶条压缩量分析 1. 托盘与上盖以及线缆与连接器位置度测量2. 模块舱尺寸与装配分析 1. 连接孔位置度测量2. 模块支撑安装面轮廓度测量3. 角铣面与密封面轮廓度测量 1. 冷却回路气密性与耐压检测2. 导热胶宽度与高度与间隙匹配 蔡司电池托盘质量解决方案 焊接工艺缺陷量化分析 全域数据采集与分析 连接孔位置、连接区平面度与各电池舱平面度测量 空洞与缩松与裂纹的定位、评级与量化统计，并用于孔隙率分析 焊接缺陷线边快速检测 连接孔位置、连接区平面度与各电池舱平面度测量 涂胶表面形貌质量分析与检测 虚拟装配预测模块与托盘间隙并计算导热胶用量 总成尺寸测量 连接孔位置、密封边平面度与安装面轮廓等关键尺寸光学和接触式测量 电机技术演进综述 电机把电能转化为机械能，决定整车的加速、效率与NVH（噪声、振动与声振粗糙度），也影响续航与系统成本。三相交流电机按照转子与旋转磁场的关系分为同步与异步两大类，永磁同步电动机以高效率与高扭矩成为主流，电励磁同步电机与外励磁同步电机可有效降低稀土依赖，而感应电机的鲁棒性较强。 定子由叠片铁心与绕组构成，发卡扁线提升槽满率与散热能力；转子由叠片铁心与磁体或励磁绕组以及轴与端环组成，要求其高强度与低损耗；壳体多为铝合金并集成冷却通道，常与减速器和功率电子一体化。把控定子、转子、壳体及冷却系统之间的耦合，是实现高功率密度与高可靠性的基础。 电机核心技术趋势 2.eAxle一体化 电机、减速器与功率电子同壳布置，重量更轻，布线更短，装车效率更高 铁氧体与电励磁同步电机减少稀土依赖，磁场可控、拖曳损失更低，系统成本更低 电机研发和生产流程及质量需求 电机研发始于明确的性能与可靠性需求，通过电磁、结构、热管理的多领域协同设计与仿真优化，制造环节则聚焦于定转子精密加工、绕组绝缘、动平衡等关键工艺；全过程以质量为核心，通过严格的测试验证确保产品性能、效率及寿命满足设计目标，并实现批量生产的高度一致性。电机的效率、功率密度与可靠性取决于各子零件的联合控制：定子叠片尺寸、绕组成形及焊接质量；转子轴、铁芯及动平衡精度；装配同心度、密封性、基准一致性。 电机研发和生产流程及质量需求 步骤3定子总成生产 2.1定子铁心叠压与槽绝缘2.2发卡成形与插入 1.1原材料与叠片制造 3.1扭转与焊接 4.1壳体与轴承装配与热套 1. 焊高、爬电距离、电气间隙测量2. 焊球缺陷&孔隙率分析 1. 腿间距、弯折角度测量2. 冠部曲率、去漆区尺寸测量3. 插入损伤检测 1. 同心度与跳动测量2. 密封与冷却通道检测3. 定位基准一致性分析 蔡司电机质量解决方案 定子扁线关键尺寸测量 定子总成焊接无损缺陷分析 定子总成关键尺寸测量爬电距离、焊点高度、内外径自动化测量 汽车电子综述 汽车电子控制着汽车零部件之间的信号与能量传输，因此它关乎着每辆汽车的性能和安全性。为了提高汽车电子元件的效率和可靠性 , 不同精度级别的半导体、印制电路板(PCB)和成品模块的质量检测都是不可或缺的。 汽车电子需要多维度、全精度范围的解决方案。其中包括用于高精度接触测量、快速非接触光学测量、无损高精度内部检测和全面的微观检测用于覆盖各种特性的材料和不同阶段的产品。详实而全面的质量检测可以有效地提高汽车电子产品的全生命周期可靠性。 汽车电子技术发展趋势 2. 高压高功率化 动力电子研发和生产流程及质量需求 加强全生产周期中电力电子器件的质量控制 动力电子器件的装配遵循线性生产过程，大部分组件由供应商提供并按顺序装配，通过螺钉和焊接等方法实现动力电 子 的机械性能和电 气连接。其中，来料检验能验证装配前零件的交付质量，而组装过程中仍可能出现新的质量问题。 因此，有必要在每个关键工序上增加检测工序，以确保生产的稳定性。传统测试主要依靠电气性能测试来评判产品质量，而如今，结合 CT 扫描可对内部结构进行二次确认，从而进行更可靠的质量评估，提高动力电子整体质量保证。 控制电子研发和生产流程及质量需求 确保汽车控制电子的电气连接以及内部零件的功能完整 汽车电子 控制器检测已从单一功能验证迈向安全、效率、体验的三维协同。未来，随着量子计算、数字孪生等技术的渗透，检测将进一步向预测性维护、全生命周期追溯等方向延伸。汽车电 子 突破需在技术研发、标准合规与生态协同的三端发力，以在这场变革中占据先机。 随着汽车电子 控制器进一步集成化和智能化，很多控制元器件和执行件的检测评估会出现更多维度以确保产品的全方位可靠性。 针对不同类型的域控制器提供针对性的检测方案 蔡司汽车电子质量解决方案 汽车电子子零件及总成设计 原材料分析 半导体封装质量分析与检测 连接器尺寸检测与机械强度分析 汽车电子常见生产流程 总成及内部装配质量检测 车身技术革新综述 车身是整车的结构基础和功能载体，在实现安全防护、空间布置、外观造型及功能集成方面具有核心作用。其结构性能不仅决定整车的碰撞安全、操控稳定和乘坐舒适性，也直接影响整车的能耗、噪声及制造成本。随着汽车产业向电 动化和智能化转型，车身技术正呈现轻量化、高强度化、模块化和智能制造的发展趋势。轻量化通 过铝合金、高强钢、碳纤维等多材料复合应用，在确保刚度与安全的前提下有效降低整车质量；模块化与平台化设计则提升制造效率与零部件通 用性；数字化仿真和智能制造技术进一步提升设计精度与生产一致性。 在质量要求方面，车身制造需严格控制尺寸精度、焊接强度、涂装质量与装配公差，以保障结构可靠性、耐久性和外观品质。同时，随着新能源汽车的普及，车身还需满足电池保护、传感器布置及热管理等新要求。 车身核心技术趋势 1.轻量化材料提升效