Robotické třecí svařování s promíšením pro oblast e-mobility

K rozhodujícím faktorům u tématu budoucnosti e-mobility nepatří jen dojezd a výkonnost vozidel. Rozhodujícím prvkem je také ekonomická výroba elektromobilů s novými inovativními koncepty těchto vozidel.

Třecí svařování s promíšením pro elektromobilitu

Se svým procesním know-how v oblasti třecího svařování s promíšením se společnost KUKA stala důležitým partnerem automobilového průmyslu. Neboť díky této technologii lze optimalizovat jak tepelný management pro baterie, tak i hospodárně realizovat komplexně uspořádanou strukturu bateriových modulů.

Elektroauta vyžadují „pohodovou teplotu“ – přinejmenším pro své baterie. Neboť pouze tehdy, jsou-li tyto baterie správně temperovány, podávají optimální výkon a dosahují maximální životnosti. Baterie se proto musí během provozu chladit a při nízké okolní teplotě ohřívat. Zpravidla to probíhá – zejména u hybridních vozidel – pomocí chladicích soustav, které jsou integrovány do dna nosičů baterií. Výroba těchto modulů je maximálně choulostivá. Díky dlouholetým zkušenostem v oblasti třecího svařování s promíšením zde společnost KUKA vnáší důležité know-how. 

Chladicí soustava hybridních vozidel se uzavře svařením plechového dna s litinovou skříní. Přitom musí vzniknout hermetický okruh , jenž odolává střídavému tlaku. K tomu je zapotřebí velký připojovací průřez a dobře promísený a utěsněný svar. Svařované komponenty se přitom působením přivedeného tepla smí co nejméně deformovat. Jako vhodná technologie spojování se osvědčila metoda třecího svařování s promíšením.

Svařování pomocí zelené technologie

Tato metoda je vhodná zejména v případě vysoce kvalitních procesů spojování s různými slitinami hliníku a ostatními neželeznými kovy s nízkou tavnou teplotou. U třecího svařování s promíšením je rotující nástroj veden podélně v oblasti spoje obrobků, čímž vzniká třecí teplo mezi pevně upnutými spojovanými prvky – vznikne robustnější a zatížitelnější spoj než pomocí běžné metody. Svary se realizují, podle designu daného dílce, jako meandry nebo bodové švy coby přeplátované svary. 

Friction Stir Welding_seam
Příklad meandrového svaru

Dodatečná výhoda: Tato metoda má nízké emise a malou spotřebu energie. Předběžná úprava spojovaných dílců není nutná. Třecí svařování s promíšením je proto označováno také jako zelená technologie.

Friction Stir Welding_Robot
Buňka pro výrobu bateriových modulů třecím svařováním s promíšením

Procesní know-how ve spojovací technice

Tato technologie se prosazuje ve zvýšené míře nejen u chladicích soustav hybridních vozidel, nýbrž také při výrobě bateriových modulů v ryzích elektromobilech. Zde zabírá tento modul velkou část podlahy a zpravidla se nachází mezi nápravami. Někteří výrobci montovali bateriové moduly dosud samostatně. Novější koncepty obsahují naproti tomu komponenty struktury, do kterých se začlení bateriový modul. Tyto struktury musejí být k tomuto účelu extrémně tuhé. Existují k tomu dvě možnosti: Rámové profily s příčnými výztuhami, které se svaří s podlahovou deskou (dnem) z hliníkového plechu, nebo podlahová deska (dno) z posvařovaných dvoustěnných protlačovaných profilů.

U připojení čel a zádí k bateriovému modulu se ojediněle používají již tlakové odlitky z hliníku – což předpokládá vysoké požadavky kladené na spojovací techniku u bateriových modulů. A zde do hry opět vstupuje společnost KUKA se svým procesním know-how. Poněvadž u těchto požadavků je ideálním řešením metoda třecího svařování s promíšením. Při utváření dílců a výrobních zařízení se ovšem musí pamatovat na některé zvláštnosti, jako je velká procesní síla a přemostitelné mezery.

 

Třecí svařování s promíšením s pevným ramínkem

Pro realizaci komplexních svarů u bateriových a elektronických modulů se KUKA zejména pro potřeby automobilového průmyslu spoléhá na třecí svařování s promíšením s pevným ramínkem (Stationary Shoulder Friction Stir Welding, SSFSW), které je licencováno od ESAB. U této metody rotuje, jinak než u klasického třecího svařování s promíšením pouze svařovací kolík ve stacionárním ramínku. Působením pevného ramínka vzniká během posuvu podél svaru rovný, hladký povrch svaru. To zase snižuje náklady na dodatečné opracování.

Friction Stir Welding_ESAB Licensed Technology
Robotické řešení třecího svařování s promíšením

Procesní monitorovací a dokumentační systém

Experti jsou si jisti: S rostoucím významem elektromobility bude v nejbližších letech růst také tržní potenciál výrobních zařízení s metodou třecího svařování s promíšením. KUKA umožňuje automobilovému průmyslu, aby tuto metodu spojování integroval smysluplně ekonomicky do výrobního procesu. Současně mohou zákazníci sledovat všechny hlavní procesní parametry a nechat transparentně evidovat údaje o kvalitě. Zde společnost KUKA vytvořila procesním monitorovacím a dokumentačním systémem (PCD) základ pro integraci konceptu Průmysl 4.0.

Nastavení cookie OK a objevovat KUKA

Tato webová stránka používá soubory cookie (více informací), aby Vám byl k dispozici optimální servis také on-line. Pokud naši webovou stránku dále používáte, aktivují se pouze technicky nezbytné cookies. Pokud kliknete na „OK a objevovat KUKA“, vyjadřujete svůj souhlas s použitím marketingových cookies. Kliknutím na „Nastavení cookie“ můžete zvolit, jaké cookies budou aktivovány.

Nastavení cookie