Mušia váha na štyroch kolesách

16. októbra 2013 - Nový laserový proces by mal uľahčiť budúcnosť automobilov.

Ústrednou výzvou našej doby je efektívne využitie obmedzených zdrojov. Zníženie hmotnosti vozidla je preto rozhodujúcim faktorom pre automobilový priemysel budúcnosti. Spoločnosť Volkswagen AG spolupracuje s firmou Laser Zentrum Hannover (LZH) a ďalšími partnermi na novom type laserového procesu pre automatické rezanie CFRP komponentov s cieľom preniesť tento ľahký materiál do veľkej automobilovej výroby.

štyroch

Obrázok: Procesný obraz rezu laminátu CFRP pomocou laserovej technológie na diaľku (Obrázok: LZH)

Ľahké konštrukčné materiály musia mať vysokú pevnosť aj tuhosť, pretože pokiaľ ide o bezpečnosť, nemali by sa robiť žiadne kompromisy, pokiaľ ide o znižovanie hmotnosti. Plasty vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP) majú tieto vlastnosti, ale zároveň predstavujú veľké výzvy pre výrobnú technológiu, takže komponenty z CFRP sa v súčasnosti používajú predovšetkým v športových automobiloch a v malomestskej výrobe automobilov.

Ak by sme chceli v budúcnosti vo veľkom vyrábať automobily na báze CFRP, existuje osobitná potreba automatizovateľných výrobných technológií, najmä na rezanie tohto ľahkého materiálu. Existujúce procesy, ako je frézovanie alebo rezanie vodným lúčom, vykazujú nevýhody súvisiace s procesmi, ako sú veľmi vysoké opotrebenie nástrojov a manipulácia s vodou a abrazívami, ktoré nemožno technologicky vyriešiť.

V spoločnom projekte HolQueSt 3D sedem partnerov z priemyslu a vedy spoločne vyvíja proces pre 3D vysokovýkonné laserové spracovanie ľahkých štruktúr CFRP pod vedením spoločnosti Volkswagen AG. V porovnaní s konvenčnými technológiami umožňuje laser bezkontaktné a veľmi presné obrábanie bez opotrebenia nástroja a zároveň vysokú reprodukovateľnosť a flexibilitu. Doposiaľ však laserové spracovanie CFRP môže spôsobiť poškodenie v zóne spracovania v dôsledku silnej tvorby tepla. Zlé pochopenie procesu a nedostatok plne vyvinutých metód spracovania sú v súčasnosti významnou prekážkou pri šírení procesov laserového spracovania pre CFRP.

Na základe nového vysoko výkonného laseru s vláknami navádzaného spoločnosťou Trumpf s trvaním impulzu v rozsahu nanosekúnd vyvíja LZH stratégiu procesu špeciálne prispôsobenú na spracovanie CFRP a optimalizované monitorovanie procesu.

Uvoľňovanie častíc a pár, z ktorých niektoré sú zdraviu nebezpečné, je ďalším problémom pri používaní laserov v oblasti ľahkých konštrukcií. Spoločnosť LZH a Jenoptik Katasorb GmbH chcú túto situáciu napraviť vývojom vhodnej metódy na cielenú následnú úpravu a filtrovanie charakterizáciou emisií z procesu. sa stáva.

Na základe týchto nových koncepcií by malo byť k dispozícii rozsiahle spracovanie CFRP prispôsobené potrebám automobilovej výroby. Koncepty ľahkej konštrukcie šetriace zdroje by sa čoskoro mohli uplatniť v automobilovej výrobe.