A szakaszos felhordású ragasztásnak csak egyik előnye a több mint 20%-os anyagmegtakarítás, összevetve a ragasztó szokványos felhordásával. Ismerje meg, miként emelhető a következő szintre a hibrid kötési eljárás termelékenysége, biztonsága és minősége – a teljes tulajdonosi költség csökkentése mellett.
A könnyű és sokféle anyagot használó kialakításoknál a hibrid kötés az autókarosszéria gyártó műhelyek egyik legnagyobb trendje. A hibrid kötés a szerkezeti ragasztásnál használt nagy szilárdságú ragasztókat kombinálja más kötési technológiákkal, például ponthegesztéssel, folyató fúrásos csavarkötéssel vagy önlyukasztó szegecseléssel. E módszer számos előnyt kínál:
- A nagyobb szerkezeti szilárdság és merevség javítja a vezetési tulajdonságokat és a balesetvédelmet
- A kötés jobban ellenáll a korróziónak
- A nagy szilárdságú ragasztóknak köszönhetően kevesebb ponthegesztésre van szükség
Squeeze-out of adhesive at weld spots
A hibrid kötésnél felmerülő kihívások
A ragasztásos és más kötési technikák együttes használata sok kihívást rejt. A hegesztési vagy szegecselési pontoknál a ragasztó kitüremkedhet. Ez anyagveszteséghez és utómunkákhoz vezet. Ponthegesztés esetén a ragasztóanyag tönkremehet a hegesztési eljárás során fellépő hőtől, ami mérgező gázok kibocsátását okozhatja. Mindemellett nagyobb hegesztési áram szükséges, és a rendszert tovább tart áthegeszteni. Gyakori problémák:
Blow-out: destroyed adhesive at weld spots
- Kitüremkedés: a ragasztó kitüremkedik a hegesztési vagy szegecselési pontoknál. Így elszennyezi a KTL-fürdőt, utómunkákhoz és anyagveszteségekhez vezet.
- Kifúvódás: ha a ragasztó a ponthegesztés során fellépő hőtől tönkremegy, kifúvódhat.
A problémát megoldó szakaszos felhordású ragasztás
A szakaszos felhordású ragasztás során hézagok keletkeznek a ponthegesztési pontok körüli égési körben.
Az Atlas Copco olyan felhordási mintát kínál e kihívásokra adott válaszul, ami kifejezetten a hibrid kötéshez lett kifejlesztve. Az úgynevezett szakaszos felhordású ragasztás a hegesztési területeknél meghatározott szünetekkel végzett felhordás, ami számos előnnyel jár:
- Ragasztóanyagot és költségeket takarít meg
- A precíz felhordás jóvoltából nincs szükség a hegesztési pontoknál kitüremkedett anyag eltávolítását igénylő utómunkákra
- Nem keletkeznek mérgező gázok a ponthegesztés során; nincs szükség elszívó rendszerre
- A kevesebb ragasztóanyag súlycsökkentést jelent, csökkentve ezzel a CO2-kibocsátást
Szakaszos felhordású ragasztással akár az anyag 22%-a megtakarítható
Hatalmas potenciál rejlik az anyagmegtakarításban. Vegyünk például egy tipikus oldalpanelt, amelynél 54 ponthegesztést kell végezni az első ajtónyílásnál és 44-et a hátsó ajtónyílásnál, ami összesen 98 hegesztési pont. Hagyományos, folyamatos 3 mm átmérőjű ragasztócsíkot felhordva a felhordott anyag összmennyisége 38 cm³. Szakaszos felhordású ragasztás esetén, 12 mm résekkel 0,0848 cm³ anyag takarítható meg hegesztési pontonként. 98 hegesztési pontnál a megtakarítás 8,3 oldalpanelenként – ez 22% anyagmegtakarítás.
Material savings with stitch bead
Megtakarítási potenciál – szakaszos felhordású ragasztás
| Számítási példa | |
|---|---|
| Ragasztócsík átmérője | 3 mm |
| Ragasztási rés | 12 mm |
| Anyagmegtakarítás hegesztési pontonként: | 0,15 cm * 0,15 cm * 3,14 * 1,2 cm = 0,0848 cm³ |
| Anyagmegtakarítás oldalpanelenként (98 hegesztési pont): | 98 * 0,0848 cm³ = 8,3 cm³ |
| Anyagmegtakarítás gépjármű-karosszériánként: | 2*8,3 cm³ = 16,6 cm³ |
| Anyagmegtakarítás naponta (1000 gépjármű-karosszéria): | 16,6 cm³ * 1,355 g/cm³ = 22,5 kg |
| Költségmegtakarítás naponta: | 22,5 kg * 14 €/kg = 315 € (csak az oldalpaneleken) |
| Éves költségmegtakarítás: | 315 € * 225 = kb. 70 875 € (csak az oldalpaneleken) |
Kihívások a szakaszos felhordású ragasztási eljárásnál: robot sebessége és flexibilitása
A folyamatos felhordású ragasztáshoz képest a szakaszos felhordás kivételes előnyöket kínál a hibrid kötésnél. Jelentős kihívásokkal kell ugyanakkor szembenézni a felhordási eljárás során, ami a robot sebességét és alkalmazási rugalmasságát illeti. A nagy teljesítményű gyártósorok legalább 500 mm/s sebességet igényelnek, a gépkocsik geometriája pedig egyre bonyolultabb. A felhordott csík és hézag hosszának szabadon megadhatónak kell lennie – pontos és megbízható felhordást biztosítva emellett a gépkocsialkatrészre. A robot, a rendszervezérlés és az adagoló közti kapcsolási idő a fúvókát nyitó és záró tűszelep reagálását késlelteti, és itt éri el a hagyományos ragasztórendszer a korlátait.
Relation of switching time and robot spead in stitch bead applications
Példa: igényelt kapcsolási idők 350 mm/s robotsebesség mellett:
- 34,2 ms 12 mm hosszú csík vagy hézag esetén
- 28,5 ms 10 mm hosszú csík vagy hézag esetén
- 22,8 ms 8 mm hosszú csík vagy hézag esetén
Betanítás a robot vezérlésén keresztül
A ragasztócsík hossza számos ipari adagolórendszernél a robot vezérlésén keresztül programozható be, a csík és a hézag hosszát kézzel megadva. A kapcsolási időnek illeszkednie kell a robot sebességéhez, különben a csík és a hézag hossza nem fog megfelelni a mm-ben megadott specifikációnak. Ez jelentős programozási erőfeszítéseket kíván, növelve a költségeket.
Megvalósítás a rendszervezérlésen keresztül
Az Atlas Copco SCA termékcsaládjába tartozó modern ipari ragasztóanyag-adagoló rendszerek speciális szoftvert kínálnak a szakaszos felhordású ragasztáshoz. A csík és a hézag hossza közvetlenül a felhordást vezérlő rendszerbe vihető be, a robot vezérlése pedig az „adagoló nyitva” jelre kezdi meg a felhordást. A vezérlő önállóan hozza működésbe a szelepet, figyelembe véve a csík és a hézag bevitt hosszát és a robot sebességét. A visszacsatolást helyzetérzékelő biztosítja, amit szintén számításba vesz a rendszer. A robot programozójának csak a felhordás sebességét, az indítójelet és robot útvonalát kell megadnia, az adagoló összes többi jelét a felhordást vezérlő rendszer kezeli.
A szoftveres programozás előnyei:
- A kapcsolási idők automatikus meghatározása
- Az adagolószelep pontos működtetése
- Nagy rugalmasság: akár 128 szekvencia (csík és hézag) megadható egyetlen programban
- Kevesebb erőforrást igénylő programozás és a kezelői hiba kisebb kockázata
Esettanulmány: nagy sebességű szakaszos felhordású ragasztás
Egy ázsiai autógyártó úgy döntött, hogy ötvözi a nagy szilárdságú ragasztást a ponthegesztéssel új gépkocsiplatformja belső vázánál, padlóvázánál, kardánalagútjánál, műszerfalánál és kerékjárati íveinél. A cél a merevség, a balesetvédelem és az általános vezetési élmény javítása volt. Belső tesztek szerint a gépkocsi menettulajdonságai az alváznál maximum 50 méter ragasztócsíkot felhasználva jelentősen javultak. A kötéssel járó kihívásokra a szakaszos felhordású ragasztás bizonyult a legmegfelelőbbnek. A módszer jóvoltából ritkítani lehetett a ponthegesztéseket az alváz egységnél a 70 méteres optimum meghaladása nélkül.
High-speed pneumatic stitch bead applicator for heated and unheated materials.
Az eredetiberendezés-gyártó (OEM) vállalat legalább 500 mm/s robotsebességet igényelt – a felhordás minőségének és az eljárás megbízhatóságának feláldozása nélkül. Az Atlas Copco speciális adagolót fejlesztett ki az ügyfél számára, amely a megbízható nagy sebességű eljárás tekintetében megfelel az igényeknek. A megoldás pneumatikus adagoló lett kettős működésű munkahengerrel és rendkívül gyorsan váltó levegőszelepekkel. A tűszelep működésének felgyorsításához az Atlas Copco áttervezte és megnövelte a szelepnyílásokat, hogy a levegő a fúvóka nyitásakor és zárásakor gyorsabban távozhasson. Az ázsiai OEM napjainkban már több mint 100 Atlas Copco rendszert használ karosszéria-gyártósorán – és az Atlas Copco vállalattal közösen dolgozik a robotsebesség további növelésén.
Összegzés: ezért érdemes beruházni szakaszos felhordású ragasztási megoldásba
A szakaszos felhordású ragasztás valós megoldást nyújt a hibrid kötés problémakörére, különösen ponthegesztés esetén. Az akár 20% anyagmegtakarítás jóvoltából jelentős költségek takaríthatók meg, emellett nő a termelékenység, a biztonság, javul a minőség – és csökken a teljes tulajdonlási költség. A robot sebessége ugyanakkor kihívást jelent a felhordási eljárásnál. Az iparág szigorú követelményei miatt számos szokványos adagolórendszer hamar eléri a korlátait. Az Atlas Copco kifejlesztett egy speciális, nagy sebességű adagolót, amely megbízhatóan teljesít akár 500 mm/s vagy még nagyobb robotsebesség mellett is, a dedikált szoftver pedig csökkenti a programozási erőfeszítéseket.
Tudjon meg többet a karosszériaüzemek számára kínált innovatív ragasztóanyag-adagoló megoldásainkról
