Az Internet Explorer kereső egy régebbi verzióját használja. Az optimális megjelenítés érdekében kérjük, frissítse keresőjét.
Gazdaságos és fenntartható: KR FORTEC robotok hegesztik a plugin-hibrid autók akkumulátorházát
Legmagasabb hegesztési minőség zöld technológiával kombinálva: Az alacsony olvadási hőmérsékletű nemvas fémek ill. a fémes szerkezeti anyagok esetén a kavaró dörzshegesztés (angol nevén friction stir welding - FSW) az optimális folyamat. A KUKA egy nagy autógyártó számára hasznosította a területen szerzett szaktudását és eddig három kavaró dörzshegesztő cellát helyezett sikeresen üzembe a gyártásban.
Belső égésű motorral szerelt autó helyett ma már sokan vezetnek szívesebben elektromos járművet. Azonban amit sokan nem tudnak: Egy elektromos autónak „kellemes hőmérsékletre” van szüksége − legalábbis az akkumulátoroknak. Csak megfelelő hőmérséklet esetén képesek maximális élettartam mellett optimális teljesítményre. Ezért a lítiumion-akkumulátorokat üzemeltetés közben hűteni, illetve alacsony környezeti hőmérséklet esetén melegíteni kell. Egy plugin-hibrid típusú jármű esetén ezt a speciális feladatot az akkumulátortartók padlójába épített hűtőrendszerek végzik. Az ilyen házak gyártása rendkívül körülményes, ezért lehetőség nyílik a robotalapú FSW-ejjárások optimális használatára.
Kavaró dörzshegesztés: hegesztési eljárás plugin-hibrid járművekhez
Robotalapú kavaró dörzshegesztés az akkumulátorgyártásban: így működik.
Kavaró dörzshegesztés plugin-hibrid elektromos autókhoz
Ezt egy nagy autógyártó is felismerte, amely az akkumulátorházak gyártását addig ragasztással és csavarokkal végezte. Amikor ez az eljárás nem járt a kívánt sikerrel, új megoldást kerestek a piacon. Az akkumulátorházra azonban szigorú követelmények vonatkoznak: teljesíteni kell a modulszerelési felületek egyenességét, a zárólyukak tömítettségét és a nyomástesztek követelményeinek való megfelelést. A robotalapú kavaró dörzshegesztéssel a KUKA az autógyártónak a plugin-hibrid elektromos autók gyártásához folyamatbiztos és gazdaságos módszert kínált, amely biztosítja az akkumulátorház biztonságát és funkcionalitását.
Megvalósíthatósági tanulmányok az akkumulátorház hegesztéséhez
A KUKA az első ötlettől kezdve a teszteken át egészen a szállításig támogatta az ügyfelet. „Már prototípusokat fejlesztettünk és azokkal különböző teszteket végeztünk. Megvalósíthatósági tanulmányokban vizsgáltuk a hegesztés megfelelőségét, megvalósíthatósági elemzéseket és folyamatszimulációkat végeztünk. Amikor valamennyi vizsgálat megfelelő eredménnyel zárult, csak akkor telepítettük a berendezést az ügyfélnél”, meséli Stefan Fröhlke, a KUKA Process Solution FSW vezető menedzsere. A KUKA cell4_FSW kavaró dörzshegesztő cellát speciálisan a növekvő elektromobilitási piacra fejlesztették és moduláris koncepciójuknak köszönhetően kiemelkedő gazdasági hatékonyságuk mellett kimagaslóan sokoldalúak és számos konfigurációs lehetőséggel rendelkeznek.
A KUKA cell4_FSW kavaró dörzshegesztő cella a két munkaállomás révén maximális folyamatkihasználtságot kínál.
Megvalósíthatósági tanulmányokban vizsgáltuk a hegesztés megfelelőségét, megvalósíthatósági elemzéseket és folyamatszimulációkat végeztünk. Amikor valamennyi vizsgálat megfelelő eredménnyel zárult, csak akkor telepítettük a berendezést az ügyfélnél.
A kavaró dörzshegesztés előnyei megfelelő FSW-szerszámmal
A plugin-hibrid modellek hűtőrendszerének zárása során a padlólemezt kavaró dörzshegesztéssel pontosan összekapcsoljuk a hűtőcsatornák mentén az öntött házzal. A változó nyomásnak ellenálló, nyomástömör kör kialakításához nagy csatlakoztatási átmérőre és egy jól kevert és tömített varratra van szükség. „A kavaró dörzshegesztés bizonyult a megfelelő illesztési technológiának, mivel a komponensek a hőbevitel miatt a lehető legkevésbé torzulnak”, magyarázza Stefan Fröhlke az eljárás lényegét. Ezen kívül a KUKA a rögzített alátámasztással történő kavaró dörzshegesztést (Stationary Shoulder Friction Stir Welding, SSFSW) alkalmazza. Tehát: A klasszikus kavaró dörzshegesztéstől eltérően ennél az eljárásnál csak a hegesztőpálca forog egy rögzített tartón. Ily módon az előtolási mozgás közben a hegesztési varrat mentén egyenes, sima varratfelület jön létre. Így csökken az utómegmunkálással kapcsolatos ráfordítás.
A kavaró dörzshegesztés optimális a plugin-hibrid típusú, elektromos hajtású járművek akkumulátorházaihoz.
Ipar 4.0: minőségügyi adatok átlátható rögzítése
A KUKA cell4_FSW hegesztőcella által nyújtott további előnyök az ügyfél számára: A KR FORTEC sorozat nagy teherbírású robotjai a nagy merevség és a hosszú élettartam révén jobb pályapontosságog tudnak biztosítani nagy alkatrészek esetén is. „Egyúttal az ügyfél a folyamatellenőrzési és dokumentációs rendszerünkkel (PCD) követni tud minden lényeges folyamatparamétert és a minőségügyi adatokat átlátható módon tudja rögzíteni”, hangsúlyozza Till Maier portfóliómenedzser. Ezáltal a KUKA megvalósította az Ipar 4.0 integrációjának alapját. Ezen kívül a KUKA Remote Service-szel történő egyszerű adatcsere lehetővé teszi a gyors segítségnyújtást problémák esetén, ezáltal megakadályozva a hosszabb leállási időket.
Környezettudatos mozgás: zöld technológia az elektromos autókhoz
Az eljárás nem csak gazdaságos és kiemelkedő minőségű, hanem zöld technológiának is minősül. „Az alacsony energiafogyasztásnak köszönhetően a kavaró dörzshegesztés környezetbarát, ezen kívül nincsen szükség füstgázelszívásra vagy vakítás elleni védelemre sem”, mondja Stefan Fröhlke. A minőség, a gazdaságosság és a fenntarthatóság fenti kombinációja meggyőzte az ügyfeleket.
Az FSW-eljárás kevés energiát fogyaszt, ezért fenntartható is.
Kavaró dörzshegesztés: az elektromos autók sikertörténete folytatódik
Az első berendezést a prototípus- és tesztfázis után már 2016-ban üzembe helyezték elsőként Németországban és azóta követendő példaként szolgál a konszernben az elektromos hajtású járművek akkumulátorházainak gyártásában. A kavaró dörzshegesztési kapacitás bővítésének keretében a járműgyártó a folyamat illetékességét újraszervezte és svédországi leányvállalatához rendelte, amely külön erre a célre egy új csarnokot épített. Ennek során további két kavaró dörzshegesztő cellát rendeltek a KUKA-tól.
Az új automatizálási koncepció 25%-kal csökkenti az ütemidőt
Az első cella 2020 szeptemberében költözött át Svédországba, 2021 májusában került sor a két új KUKA cell4_FSW cella előzetes átvételére Augsburgban. Már két hónappal később, 2021 júliusában üzembe tudták helyezni mindkét berendezést az ügyfélnél. Az első cellához képest elvégzett javítások minden szereplőt lenyűgöztek: A komplex hidraulikus rögzítőrendszer automatizálásával az alkatrész-mozgatást is magában foglaló teljes ütemidőt a korábbi 20 percről 15 percre tudták csökkenteni, míg a rögzítőrendszer optimalizálásával egyidejűleg javult a termék (például a hegesztési varrat) minősége is.
Példa: harántvarrat a hűtúcsatornák lezárásához. A hegesztési varrat az elektromos autó esetén fontos szerepet játszik.
Az alumínium-ötvözetek hegesztésére vonatkozó szigorú követelmények
Az autó-akkumulátorház biztonsági szempontból kritikus alkatrészeire vonatkozó követelmények különlegesen szigorúak voltak: A hegesztési varratnak nagyon erős repesztési nyomásnak kellett ellenállnia, amit szilárdsági vizsgálattal kellett igazolni. Speciális rögzítési berendezéseket és megfelelő szerszámot kellett újonnan fejleszteni a hegesztési paraméterekkel együtt. Ezt kizárólag az FSW-technológiával lehetett megvalósítani, mivel különböző alumínium-ötvözeteket (alakítható ötvözetet alumínium nyomásos öntvényhez) kellett hegeszteni.
A kavaró dörzshegesztés egy plugin-technológiás autó esetén gazdaságos és környezetbarát eljárás.
Az együttműködés nagyon nyitott, bizalomra épülő és célirányos volt és az ügyfél meglepődött, mennyire gyorsan sor került a megvalósításra.
A gyors megvalósítás nagyfokú ügyfél-elégedettséggel járt
Ezen kívül a hat hónapon belüli gyors szállítás volt a megbízás elnyerésének feltétele. A KUKA iparági szakértelmének köszönhetően minden követelmény teljesíthető volt. Ennek megfelelően az ügyfél telejs elégedettségének adott hangot: „Az együttműködés nagyon nyitott, bizalomra épülő és célirányos volt”, hangsúlyozta Adel Ben Hassine projektvezető a KUKA Sales & Proposal Engineering részlegéről, „és az ügyfél meglepődött, mennyire gyorsan sor került a megvalósításra.”Ezen kívül a fenntarthatóság területén egy további előnyt sikerült elérni: „A szerszámokat az ügyféllel együttműködve új fejlesztettük tovább, hogy a tüskék élettartama megduplázódott.”
