Témata
Reklama

Lepení ve výrobě karoserie

Lepení patří k velmi dynamicky se rozvíjejícím odvětvím spojování materiálů. Jeho rozvoj v automobilovém průmyslu je dán komplexními požadavky na karoserii, vývojem nových materiálů a jejich povrchových úprav i zvyšujícími nároky na užitné vlastnosti skeletu vozu. Vnitřní i vnější konstrukce moderních vozidel tvoří celá řada speciálních kovových i nekovových materiálů a plastů, které je nutné fixovat a u nichž konvenční technologie spojování již nedostačují.

Technologie lepení spočívá ve vzájemné fixaci dvou materiálů, respektive jejich ploch, prostřednictvím lepidla. Drtivá většina lepidel je v okamžiku aplikace v kapalném stavu a výslednou pevnost lepeného spoje ovlivňuje především přilnavost lepidla k povrchu (adheze), vlastní soudržnost lepidla (koheze), smáčivost a pevnost lepeného materiálu (substrátu).

Lepení má v porovnání s konvenčními technologiemi spojování celou řadu výhod. Kromě vysoké pevnosti je to dále těsnost spojů, schopnost odolávat korozi, spojování rozdílných i hybridních substrátů. Lepené spoje mají dobré izolační, tepelné, vibrační, elektrické a další vlastnosti. Nevýhodou lepených spojů a její technologie je především vysoká citlivost na technologické podmínky pro lepení. Adhezi lepeného spoje může významně snížit vyšší přítomnost mastnoty a jiných nečistot. Také nepřesnosti ve vzájemné poloze spojovaných ploch jsou negativním faktorem. Vlastnosti lepených spojů dále ovlivňují i teplota prostředí, ve kterém se lepený spoj nachází, a korozní podmínky, což klade vysoké nároky na správnou volbu lepidla a jeho ověření.

Reklama
Reklama
Reklama
Možné případy aplikace epoxidových pryskyřic v konstrukci karoserie. (Zdroj: Dow Automotive)

Druhy lepidel pro karoserie

V konstrukci karoserie se využívají v hojné míře kaučuková lepidla pro spojení a utěsnění povrchů plechů s výztuhami. Typickými aplikacemi kaučuků je spojení vnitřních výztuh kapoty nebo střechy, kde se využívá tlumicích a antivibračních vlastností tohoto druhu lepidel. Kaučuková lepidla jsou také aplikována na korozně exponovaná místa, jako jsou řezové hrany plechů apod. Další obsáhlá skupina lepidel je na bázi epoxidových pryskyřic. Díky svým pevnostem navyšují tato lepidla celkovou tuhost skeletu vozidla. Mezi typické aplikace patří lemový spoj panelových dílů (dveří, kapoty a pátých dveří) nebo soubor lepených oblastí v podlahových částech karoserie. Epoxidová lepidla mají kromě vysokých pevností celou řadu dalších výhod. Vynikají dobrou přilnavostí, mají vysokou teplotu skelného přechodu, jsou stabilní a mohou se aplikovat i na mastné povrchy.

Drtivá většina tzv. svařovenských lepidel je na bázi jednokomponetních materiálů. Tzn. že tvrdidlo je smícháno a rozpuštěno v pryskyřici. Aktivace tvrdidla probíhá za zvýšených teplot, kterých dosahuje karoserie při kataforetickém lakování a jeho vypalování. Modelově se jedná přibližně o 180 °C při výdrži cca 20 minut. Nicméně je nutné brát zřetel na skutečné teplotní poměry při vytvrzování, které v konkrétní lakovně existují. Po průchodu karoserie lakovnou dochází k aktivaci tvrdidla a zasíťování lepidla, tedy vytvoření pevných adhezních i kohezních vazeb. Dvoukomponentní lepidla, kdy je složka tvrdidla separována od pryskyřice a jejichž reakce probíhá chemicky po vzájemném smíchání, se v prostředí výroby karoserie z mnoha důvodů používají zřídka.

Příklad konstrukčního řešení lepeného spoje v lemu bočních dveří. (Zdroj: Škoda Auto)

Způsob aplikace lepidel

Samotná aplikace lepidla probíhá prostřednictvím nanášecích tlakových trysek. Housenka lepidla se nanáší na povrch materiálu, který není předtím nijak chemicky čištěn, a následně dochází k robotické montáži slepu (manuální technologie byla pro svou nespolehlivost prakticky vytlačena). V současné době se využívá aplikace i rotační tryskou, kde je housenka lepidla nanášena ve formě šroubovice. V této technologii existují dva principy docílení rotace housenky – stlačený vzduch nebo pomocí elektrostatického pole. Tato druhá varianta, zvaná E-Swirl, umožňuje precizněji redukovat potřebné množství lepidla a zároveň vhodně distribuovat lepidlo plošně tak, jak je požadováno.


Aplikace pomocí tlakové trysky firem SCA a DÜRR. (Zdroj: SCA, DÜRR)

Příklad aplikace pomocí rotační trysky, tzv. E-Swirl technologie. (Zdroj: SCA) www.dow.com

Budoucnost pro spojování karoserií

Technologie lepení je jedním z nejperspektivnějších a nejdynamičtěji se rozvíjejících oborů. Lepidla jsou vyráběna podle konkrétních technických podmínek a požadavků. Na druhé straně je lepení technicky velmi náročnou oblastí spojování, na niž jsou kladeny vysoké nároky. Je nutné brát v potaz celou řadu okolností, které ovlivňují nejenom přilnavost lepidel, ale i celkovou pevnost spoje. Proto kromě běžných technologických zkoušek je nutné slepené spoje testovat v náročném souboru laboratorních zkoušek za různého namáhání, teplot i korozní zátěže. U vozidel jsou prováděny taktéž dlouhodobé zátěžové jízdní testy k simulaci různých klimatických a provozních podmínek. Technologie lepení je i přes zjevnou technickou a finanční náročnost stěžejní pro budoucnost spojování v automobilovém průmyslu.

Zdroje:
• Interní podklady ŠKODA AUTO, a.s.
www.durr.com
www.sca-solutions.com/
www.dow.com

Kontakt:
Tomáš Pilvousek
Tomas.Pilvousek@skoda-auto.cz
//www.skoda-auto.cz/

Škoda Auto, ČVUT v Praze, Fakulta strojní

Ing. Tomáš Pilvousek, Ph.D., IWE, Ing. Lubomír Roleček, doc. Ing. Jan Šanovec, CSc.

Tomas.Pilvousek@skoda-auto.cz

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 170716
Datum: 27. 06. 2017
Rubrika: Výroba / Spojování a dělení
Autor:
Firmy
Související články
Virtuální buňky pomáhaly při návrhu linky

Použitím kloubových robotů a flexibilních rámových stanic navržených tak, aby zvládly pokročilé lehké materiály, pomáhá Comau vytvořit jeden z nejpůsobivějších automobilů Alfa Romeo: zcela nový model Giulia.

Pod pláštěm autobusu

Kdo z nás nikdy nejel autobusy značky Iveco? Meziměstské autobusy Iveco Crossway a Crossway Low Entry z Vysokého Mýta sice své cestující naleznou spíše v zahraničí(v roce 2015 byla společnost Iveco Czech Republic osmým největším vývozcem), nicméně i na českých silnicích se v nich můžeme svézt.

Inovativní spojovací systémy předjímající budoucnost

Díky dlouhodobým, prověřeným zkušenostem se svařováním tradičních materiálů úspěšně uplatňovaným v automobilovém odvětví dokáže nyní firma Comau vyvíjet stále vyspělejší řešení a spojovací postupy zaměřené i na ty nejnovější materiály.

Související články
Lehké konstrukce automobilů - sendvičové materiály

O prodejnosti a úspěšnosti vozidla v silném konkurenčním prostředí dnes rozhoduje z velké míry tvar a funkčnost karoserie. Mezi technickým vybavením jednotlivých výrobců dnes není propastný rozdíl a proto první, čím automobil promlouvá k zákazníkovi, jsou právě silueta vozu, linie hran, elegance i vizuální dynamika. Na karoserii jsou proto kladeny náročné požadavky v řadě případů z hlediska technologie výroby protichůdné.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Lehké konstrukce karoserií osobních automobilů

Rostoucí požadavky na snižování spotřeby pohonných hmot a emisní limity vytvářejí soustavný tlak na snižování hmotnosti karoserií. Druhou alternativou, která se nadále rozvíjí, je rozšířené nasazení alternativních hybridních pohonů automobilů, zejména kombinace spalovacích motorů s elektropohony. Nedodržení emisních limitů osobních automobilů 95 g/100 km by mělo být od roku 2020 navíc finančně postihováno. Jak ukazují aktuální problémy koncernů Volkswagen Group a Citroen, je tato problematika rozšířena ještě o NOx. Je však zřejmé, že se to týká prakticky všech výrobců osobních i nákladních vozů. Tato problematika je zásadní s ohledem na vyráběné množství. V konstrukci letadel, raket a vesmírné techniky je řada nových výrobních technologií již delší dobu používána. Je to nejenom otázka vhodných materiálů, jejich dostupnosti a možností použitých výrobních technologií. V souvislosti s lehkými konstrukcemi všechny tyto oblasti stojí před dlouhodobým a zásadním rozvojem.

Roboty pro automobilový sektor

Kompletní obnova automatizovaných robotických linek iniciovaná vrcholovým managementem společnosti Magneti Marelli vedla v závodě nacházejícím se v Crevalcore (územně správní celek města Bologna) ke zvyšování počtu zaměstnanců i efektivity těchto automatizovaných výrobních linek. Jak vysvětluje Marco Calabrese, ředitel údržby výrobního závodu, mnoho úkolů, které byly manuálního charakteru, je nyní zautomatizováno. „V těchto případech potřebujeme dosáhnout vyšší přesnosti, opakovatelnosti, výkonnosti a výrobní kvality a v zájmu vyšší efektivity samozřejmě i snížit dobu trvání cyklu. Integrací robotické automatizace zvýšila kvalitu a produktivitu práce a vedla i ke zvýšení počtu zaměstnanců pracujících v našem závodě.“

Automatizace ve výrobním podniku Maserati

S pomocí článkových robotů a vyspělých softwarových aplikací, které jsou schopny simulovat každou výrobní fázi, využívá firma Maserati inovativní robotická řešení od společnosti Comau pro konstruování dvou nejluxusnějších vozů této společnosti – Quattroporte a Ghibli.

Automatizace není odpovědí na všechny otázky

Primárním cílem zavádění automatizace a robotizace je nejen zajistit více času, jak jsme si řekli v minulém díle, ale jejím účelem je také usnadnit lidstvu složité a zdraví škodlivé úkoly. Automatizace se nasazuje v oblastech stereotypní a nebezpečné práce. Motivací firem může být i škálovatelnost, maximalizace zisku a v neposlední řadě nižší počet lidských selhání. Tento díl našeho seriálu Fenomén automatizace se zamýšlí nad tím, proč, kde a jak automatizovat, a dalšími otázkami.

Modulární lisovací systémy

Od univerzálních standardních lisů až po jednoúčelové speciální lisy - firma TOX Pressotechnik je díky svému modulárnímu systému lisů a pohonů schopna realizovat speciální a úsporná řešení v krátkém čase. Lisy ecoLine je možné sestavit v online konfigurátoru.

Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

S MES systémy k vyšší efektivitě

Další konference z produkce společnosti Controller Institut, která se věnuje vzdělávání v oblasti controllingu a podnikových financí, s názvem Výroba v detailu se konala v Plzni a účastníkům vedle hodnotného programu v přednáškové sekci byl umožněn také vstup do výrobních prostor společnosti Doosan Škoda Power. Konference je primárně určena výrobním ředitelům a manažerům, technickým ředitelům či mistrům výroby, kterým představuje řešení pro efektivní řízení výroby ale také např. zaměstnanců.

V nejisté době je univerzálnost řešením

Automatizace průmyslových procesů řeší problémy s nedostatkem kvalifikované pracovní síly, nahrazuje fyzicky namáhavou či zdravotně škodlivou činnost, snižuje chybovost lidského faktoru, zkracuje výrobní časy a v konečném důsledku přispívá ke zvýšení kvality a zisku. Nejen toto je pro ředitele společnosti Acam Solution Ing. Pavla Bortlíka a jeho tým motivace, ale i zábava. Za relativně krátkou dobu na trhu se firma stala, ať už napřímo, či přes své obchodní partnery, dodavatelem společností jako Volkswagen, Toyota, Olympus, Škoda Auto, Edwards, TE, BOSH, Heinze Gruppe, Woco STV či Fanuc a nyní přichází s řešením vhodným nejen pro velké výrobce, ale také pro malé a střední podniky – s univerzální robotickou buňkou HXG. Důležitým komponentem v této buňce je mimo jiné systém pro upínání nulového bodu VERO-S od společnosti Schunk.

Nový pomocník do nástrojárny

Rodinný podnik Lukov Plast z Českého Dubu je profesionální firma s dynamickým vývojem a mnohaletými zkušenostmi. Zaměřuje se na vývoj a výrobu vzhledových i technických plastových dílů a elektro dílů pro automobilový průmysl. Jeho hlavní činností je výroba komponentů či celých sestav slunečních clon. Vlastní výrobu plastových dílů zajišťuje včetně výroby sériových nástrojů. V současné době disponuje 34 vstřikolisy a zhruba 550 vstřikovacími formami a několika montážními linkami.

Obráběcí stroje pro produkční výrobu

Po sérii článků v minulém vydání se v posledním poohlédnutí po letošním hannoverském veletrhu EMO věnujeme důležité oblasti, a to jednoúčelovým strojům. I v letošním ročníku byla část expozic věnována této komoditě pro produkční výrobu a my se podíváme, co trh zákazníkům nabídl. Proč? Menším dílem proto, že se jim dlouhá léta autor (nejen) profesně věnuje, dílem podstatným proto, že jsou na nich „bytostně“ závislé veškeré obory nejen strojírenské či technické, ale i stavebnictví, telekomunikace, zdravotnictví a další.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit