Robotlarla sürtünme karıştırma kaynağı, elektrikli araç üretimini yeni bir seviyeye çıkarıyor

Friction Stir Welding için üç uygulama modülü dahil olmak üzere KUKA'dan sekiz KR FORTEC robotu üç cell4_FSW hücrede, 2022'den beri Portekiz'de aracı mümkün olduğunca hafif hale getirmek için farklı alüminyum alaşımlardan yapılmış batarya muhafazaları üretimindebüyük bir otomotiv tedarikçisinin hizmetindedir. Özellikle FSW süreci bu bağlamda özel bir önem taşımaktadır. Çünkü robot tabanlı süreç, yalnızca optimum maliyetle ve verimlilikle en yüksek kaynak kalitesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda düşük enerji tüketimi sayesinde yeşil bir teknoloji olarak da kabul edilir. Elektrikli otomobil batarya muhafazasının üretimi tamamen yeni bir seviyeye taşınıyor. Müşteriye göre, bir metrelik sürtünme karıştırma kaynağının maliyeti, gaz korumalı ark kaynağı için eşdeğer tel tüketiminden bugün daha düşüktür.

Elektromobilite tüm dünyada artıyor. Elektrikli araçların kalbi olan batarya, sac levha veya çift cidarlı ekstrüde profillerle kapatılan ekstrüde profillerden oluşan gaz korumalı kaynaklı bir çerçeveden oluşan bir mahfaza ile aracın zeminine bağlanır. KUKA birkaç yıldır bu muhafazaların imalatında müşteriyi desteklemektedir ve halihazırda üç farklı sistem tedarik etmektedir. KUKA'nın başından beri hafif batarya muhafazası sürecine eşlik eden Global Key Account Manager’i Patxi Blanco, "Müşteri gereksinimleriyle birlikte büyüdük - bireysel kaynak görevinden tam otomatik üretim hattına kadar" diyor.

Her şey, müşterinin hala başka bir üreticiye ait tesis türünü kullandığı ve kaynak kalitesinden memnun olmadığı 2019 yılında başladı. Bunun nedeni, elektrikli araçların batarya muhafazalarındaki kaynak dikişi gereksinimlerinin çok özel olmasıdır. Hibrit araçların aksine, tamamen elektrikli otomobilin bataryası daha büyük ve daha ağırdır ve doğrudan zemine entegre edilmiştir. "Bu, yüksek derecede rijitlik gerektirir ve zemine entegrasyonu nedeniyle mahfaza çarpışmayla ilgilidir. Bu, muazzam güçlere dayanmaları gerektiği anlamına geliyor,” diye açıklıyor KUKA Proses Çözümü Kıdemli Müdürü Stefan Fröhlke.

Patxi Blanco, "Bu çözüm, iki sistemden ve aynı çıktı miktarıyla personel ve üretim alanı için ilgili maliyetlerden tasarruf sağlıyor" diye belirtiyor. KUKA'nın çözümü optimum maliyete sahiptir: Sürtünme karıştırma kaynağı robotu yüzde 95'e kadar kullanılabilir, çünkü sistem kaynak işlemi sırasında ayrı bir güvenlik alanında zaten yüklenip boşaltılabiliyor. Bir diğer avantaj: Süreç robot aracılığıyla sadece daha dinamik değil, aynı zamanda daha küçük bir ayak izine sahiptir.

Bu yüzden sipariş sadece iki sistemle de kalmadı. Üç yıl sonra, robotların yardımıyla sadece basit kaynak işlemi gerçekleşmekle kalmıyor, tüm üretim otomatik hale geliyor. Üç KUKA cell4_FSW hücresinde sekiz robot, yüksek gereksinimlere uygun olarak çeşitli alüminyum alaşımlarından batarya muhafazaları üretmek için dört adımda çalışıyor. Önce taban plakasının kaynağı yapılıyor ve ardından ikinci adımda çapakları alınıyor. Plaka bittiğinde, robotlar çerçeveyi taban plakasına kaynaklıyor ve son olarak dördüncü adımda tüm batarya muhafazasının çapaklarını alıyor. “Kurulum ve devreye alma işlemlerini Augsburg'daki fabrikamızda gerçekleştirdik. Müşteri sistemi orada kabul etti, bu nedenle yerinde kurulum hızlı ve sorunsuz gerçekleşti." diyor Patxi Blanco, uzun süredir devam eden elektromobilite projesi hakkında.

Büyüyen elektromobilite pazarı için özel olarak geliştirilmiş sürtünme karıştırma kaynağı hücresi KUKA cell4_FSW olağanüstü verimliliğin yanı sıra maksimum çok yönlülük ve yapılandırma seçenekleri de sunmaktadır. Stefan Fröhlke, "0,5 milimetreden daha düşük bir yörünge doğruluğu sayesinde son derece hassas ve mükemmel kaynaklar mümkündür" diye açıklıyor. Hassas yörünge yönetimi, bir yandan yüksek sağlamlığı ve hizmet ömrü ile etkileyici olan KR FORTEC 500 R2830 MT'nin kullanımına dayanmaktadır. Öte yandan, yörünge sapmalarını telafi etmek için lazer destekli hassas yörünge kalibrasyonu, sürtünme karıştırma kaynağındaki kaynak dikişinin sızdırmazlık ve çarpma işlemleri için yüksek gereksinimleri karşılamasını sağlamada önemli bir rol oynar.

Uzun vadeli proje, KUKA ile otomotiv tedarikçisi arasında iyi bir ortaklıkla sonuçlandı ve yeni batarya platformları hakkında görüşmeler devam ediyor. KUKA sadece sistem ve mühendisliği sağlamakla kalmaz, aynı zamanda yeni gelişmeleri aktif olarak desteklemek için gerekli mesleki bilgi birikimi de sağlar. Çünkü kesin olan bir şey var: Elektrikli araçlara ve buna karşılık gelen bir batarya muhafazasına olan talep gelecekte artmaya devam edecek. Uzmanlar, 2032'de ilk kez Almanya'da yanmalı motorlardan daha fazla elektrikli aracın tescil edileceğini varsayıyor. Bunun öncelikli nedenlerinden biri de, tasarruf edilen CO2 emisyonlarıdır. Bu da yalnızca hafif değil, aynı zamanda uygun güce sahip batarya muhafazalarına olan ihtiyacı da artırır.