Sudarea de înaltă precizie a sistemelor de degazare de urgență
Pentru etanșarea unei membrane într-un sistem de degazare de urgență, KACO a căutat un proces de îmbinare precis și rapid. Datorită colaborării strânse, Herrmann Ultraschall nu doar că a reușit să dezvolte procesul de sudare ideal pentru aceste specificații, ci a și identificat și alte domenii de aplicare pentru tehnologia cu ultrasunete, făcând ca fabricarea sistemului să fie și mai eficientă.
Una dintre componentele centrale ale sistemului de degazare de urgență a bateriilor KACO este o membrană fină din politetrafluoroetilenă (PTFE), care asigură egalizarea presiunii necesare. În cadrul proiectului comun de sudare cu Herrmann, prima sarcină a fost conectarea acestei componente sensibile la o carcasă din plastic.
Provocarea: În ciuda greutății sale reduse și a curburii ușoare, membrana trebuie să fie montată exact în centrul carcasei. Întrucât toate componentele aplicației se potrivesc cu precizie una cu cealaltă, amplasarea necorespunzătoare a membranei poate afecta funcționalitatea acesteia în cadrul sistemului. Cu toate acestea, fiind o aplicație critică din punct de vedere al siguranței pentru vehiculele alimentate cu baterii, acest lucru trebuie să fie garantat în permanență.
Se doreşte o tehnologie de conectare curată
Din diverse motive, KACO a decis să renunțe la metoda obișnuită de lipire a membranelor pe o carcasă din plastic. S-a dovedit că acest proces ar fi îngreunat centrarea precisă a membranelor din cauza deformării. În plus, întărirea adezivului ar fi dus la timpi de producție mai lungi, iar substanțele chimice ar fi putut avea un efect negativ asupra respirabilității membranei fine.
Prin urmare, KACO a decis să se bazeze pe ultrasunete ca o tehnologie de conectare curată și rapidă, care ar putea, de asemenea, să economisească energie și resurse în comparație cu procesul de lipire cu adeziv. Într-un timp foarte scurt de la solicitare, Herrmann a reușit să demonstreze, în cadrul primelor teste de bază, că membrana putea fi conectată în mod fiabil și ferm la carcasa din plastic prin ultrasunete. Datorită presiunii exercitate de sonotrod asupra membranei în timpul procesului de sudare, curbura ușoară a acesteia nu a reprezentat nicio problemă. Fără a fi nevoie să se apeleze la agenți de îmbinare suplimentari, proprietățile materiale originale ale membranei fine sunt păstrate chiar și după sudare.
- Un dispozitiv de fixare a piesei de prelucrat proiectat individual garantează că membrana este sigilată exact în centru cu carcasa din plastic.
Individual, pneumatic, sigur
Pentru a asigura centrarea exactă a partenerului de îmbinare în aplicație, a fost dezvoltat un dispozitiv de fixare personalizat și integrat în suportul pentru piese de prelucrat. Acest lucru facilitează operatorului de la postul de lucru manual poziționarea optimă a membranei pentru procesul de sudare și împiedică alunecarea partenerului de îmbinare. Pentru testele de sudare, acest dispozitiv de fixare a fost operat manual, dar pentru producția de serie, acesta urmează să fie controlat automat prin intermediul sistemului pneumatic.
Combinația dintre un astfel de dispozitiv de fixare personalizat și ajustarea parametrilor de sudare a asigurat o etanșare precisă a membranei. Calitatea rezultatului sudării a fost evaluată în imagini în secțiune transversală. Rezultatele testelor inițiale de sudare au fost confirmate la microscop: s-a obținut o legătură etanșă la material între membrană și carcasa din plastic, îndeplinind pe deplin cerințele clientului.
- FOTO. Imaginea în secțiune arată o legătură materială omogenă între membrană (alb) și carcasa din plastic (gri închis).
- FOTO. Prin sudarea unui capac la carcasa din plastic, a fost identificat și implementat cu succes un al doilea caz de utilizare a ultrasunetelor în cadrul aplicației.
A fost descoperit un potenþial de aplicare suplimentar
Pe lângă etanșarea membranei, echipa de ingi-neri de la Herrmann a demonstrat și alte posibile utilizări ale tehnologiei cu ultrasunete, care ar putea contribui la producția rapidă și sigură la scară largă a aplicației.
Împreună, au fost dezvoltate alte procese de sudare, de exemplu pentru a suda capacul din plastic pentru sistemul de degazare de urgență pe carcasa din plastic cu membrana sigilată. KACO a acordat o mare importanță unei conexiuni material-material între cei doi parteneri de îmbinare. Această cerință a fost deja pusă în aplicare în cadrul primelor teste de sudură din laborator.
Potrivită chiar şi pentru introducerea de conectori de tip mamă
Pentru a asigura siguranța bateriei, patru astfel de sisteme de degazare de urgență nou dezvoltate sunt montate pe fiecare cutie de ba-terie. În acest scop, doi conectori mamă per sistem sunt încorporați în carcasa din plastic a aplicației. Întrucât acest proces poate fi realizat și cu ultrasunete, KACO a decis să aleagă și aici procesul fiabil de îmbinare, după o consultare cu echipa Herrmann Ultraschall.
La introducerea conectorilor mamă, sonotrodul se află direct pe conectori și îi stimulează să vibreze datorită vibrațiilor ultrasunetelor. Sunetul este transmis prin conectorii mamă la plasticul carcasei, determinând ca acesta să înceapă să se topească. Această topire curge în crestăturile subțiri ale conectorilor mamă, creând o conexiune solidă. Acest tip de inserție este delicat cu materialul și asigură în același timp un rezultat cu un aspect perfect.
- FOTO. Un proces cu ultrasunete a fost, de asemenea, dezvoltat cu succes, în strânsă colaborare, pentru introducerea conectorilor mamă în carcasa din plastic.
Colaborarea strânsă dezvăluie întregul potenþial al ultrasunetelor
Proiectul comun de sudare între KACO și Herrmann ilustrează versatilitatea tehnologiei de sudare cu ultrasunete. Pornind de la etanșarea membranei, la sudarea a două componente din plastic și până la inserarea conectorilor mamă în carcasă, procesul de îmbinare oferă o valoare adăugată enormă la fiecare etapă a procesului, cu conexiuni precise, curate și rapide.
Cheia o reprezintă un expert în ultrasunete cu experiență, care poate lucra îndeaproape cu clientul pentru a-i identifica nevoile și pentru a-l consilia cu privire la aplicarea tehnologiei de îmbinare. Acest lucru permite realizarea întregului potențial al sudării cu ultrasunete pentru o producție în masă economică și eficientă.
Sisteme de degazare de urgenþă pentru celule de baterii
Câteva minute care pot face toată diferența: sistemele de degazare de urgență a bateriilor asigură o aerisire strategică a celulei supraîncălzite în caz de urgență. Acest lucru nu împiedică arderea celulelor bateriei, dar întârzie procesul. Astfel, pasagerii din vehiculele electrice au suficient timp pentru a ajunge într-un loc sigur. În timp ce multe sisteme de degazare de urgență pot fi folosite doar o singură dată, KACO a dezvoltat un sistem reversibil care poate fi folosit de mai multe ori. Acest lucru are avantajul că funcționalitatea sa poate fi testată și verificată în prealabil.
