Vācijas komandas eksperimenti pierāda: automobiļu elektronikas zaļās gaismas lāzera metināšana var ievērojami ietaupīt izejvielas

Vācu pētnieku grupa, kas sadarbojas, nesen paziņoja par progresu, kurā viņi ir strādājuši kopā, lai sniegtu visdetalizētāko ieskatu lāzermetināšanas procesā līdz šim. Apvienotā komanda pirmo reizi skaidri pierādīja, ka izejmateriālu var ietaupīt, metinot augstas veiktspējas elektroniku, izmantojot zaļos viļņa garuma lāzerus.
Komanda ietver pētījumu rezultātus, kas pabeigti sadarbībā starp TRUMPF, Fraunhofer ILT un DESY, Vācijas Helmholca asociācijas lielu daļiņu fizikas pētniecības institūtu. Katrs elektriskais transportlīdzeklis ir aprīkots ar augstas veiktspējas elektroniku kā galveno tehnoloģiju, kas nodrošina optimālu akumulatora un motora darbību.
Vairāki no iepriekš minētajiem uzņēmumiem un iestādēm strādā kopā pie lāzermetināšanas procesiem elektrisko transportlīdzekļu ražošanā, sniedzot savas augsti specializētās zināšanas attiecīgi par rentgena stariem, lāzera avotiem un metināšanas procesiem. Viņi ir atklājuši, ka, izmantojot zaļos viļņa garuma lāzerus, radītā lūžņu daudzums ir daudz mazāks nekā citos lāzermetināšanas procesos, tādējādi palīdzot autoražotājiem panākt ievērojamus izejmateriālu ietaupījumus un gūt labumu no ilgtspējīgākas ražošanas.
Pētījuma laikā viņi uzņēma ātrdarbīgus attēlus ar vairākiem tūkstošiem līdz 10,{2}} kadru sekundē, cerot izmantot daļiņu gāzes pedāļa rentgena starus, lai pētītu, kas tieši izraisa atšķirību vara metināšanas rezultātos.
Fraunhofera Tehnoloģiju institūta (Fraunhofer ILT) zinātnieks Marks Hummels atzīmēja, ka stabils metināšanas process ir svarīgs, jo elektrisko transportlīdzekļu ražotājiem bieži vien ir jāpabeidz miljardiem augstas kvalitātes savienojumu. Nākotnē TRUMPF un Fraunhofer ILT plāno paplašināt savu pētījumu citās jomās, piemēram, 3D drukāšanā, lāzergriešanas un ultraīsa impulsa lāzera caurumošanā, kā arī iekļaut citus nozares partnerus iepriekš minētajās sadarbības komandās.
Samaziniet lūžņu daudzumu ar zaļajiem viļņa garuma lāzeriem
Elektrisko transportlīdzekļu ražošanas process lāzertehnoloģijām rada ļoti lielu izaicinājumu. Varš ir vissvarīgākais materiāls elektrisko transportlīdzekļu galveno sastāvdaļu ražošanai, krāsains metāls, kas absorbē tikai aptuveni 5 procentus no lāzera starojuma tuvajā infrasarkanajā (NIR) diapazonā un tam ir ļoti laba siltumvadītspēja. Diemžēl abas šīs īpašības var radīt ievērojamas problēmas lodēšanas laikā. Tādēļ šiem procesiem parasti ir nepieciešama turpmāka rūpīga kodolpārbaude.
Papildus NIR lāzeriem Trumpf produktu portfelī ir pieejami arī zaļie viļņa garuma lāzeri. Lāzeri ar zaļo viļņu garumu ir šīs problēmas risinājums," atzīmē Maurits Molers, Trumpf autobūves nozares vadītājs. Patiesībā varu var labāk metināt, izmantojot šos lāzerus."
Varš daudz labāk absorbē zaļo viļņu garumu nekā infrasarkanais. Tā kā materiāls ātrāk sasniedz kušanas temperatūru, arī metināšanas process sākas ātrāk un prasa mazāku lāzera jaudu. Visbeidzot, stabilāks metināšanas process nodrošina arī zemāku lūžņu daudzumu, kas veicina ilgtspējīgāku ražošanu.
Daļiņu gāzes pedāļa eksperimenti
Lai detalizēti izpētītu metināšanas procesu, eksperti no Fraunhofera Rūpniecisko tehnoloģiju institūta Vācijā ir uzsākuši sadarbību ar Lāzertehnoloģiju institūtu RWTH Āhenes Universitātē Vācijā, kur viņi izmanto DESY PETRA III rentgenstaru gaismas avotu. eksperimentāla uzstādīšana Helmholca centrā Vācijā.
Marks Hummels skaidro: "Konvencionālās metodes faktiski var redzēt tikai plazmas elektromagnētisko emisiju. Izmantojot DESY starojumu, mēs varam ne tikai redzēt kušanas iekšpusi, bet mēs pat varam redzēt kušanas dinamiku reāllaikā."
Šajā nolūkā komanda no Fraunhofer ILT un Trumpf pētīja lāzermetināšanas procesu uzņēmumā DESY, izmantojot divas dažādas lāzeru sistēmas (tuvu infrasarkano lāzeru un zaļo viļņa garuma lāzeru). Maurits Molers teica: "Mums šī ir lieliska iespēja izpētīt rūpniecisko detaļu metināšanas process. Piemēram, kā veidojas šļakatas un porainība un kā metināšanas procesa radītais siltums ietekmē jutīgās daļas, piemēram, elektroniskās sastāvdaļas."