Témata
Reklama

Klinčování pro vedení elektrického proudu

Klinčování se v průběhu mnoha let v praxi osvědčilo jako vysoce efektivní a spolehlivá technologie spojování plechů. Výhody této technologie se s příchodem elektromobilizace ještě umocňují. Klinčované spoje mají ve srovnání s jinými spojovacími procesy excelentní vodivostní vlastnosti. TOX Pressotechnik přesně ví, za jakých podmínek je možné použít klinčování pro elektrické spoje.

Výzvy v automobilovém průmyslu jsou velice komplexní – na jedné straně automatizace výroby, kombinace různých materiálů a požadavky na úspory nákladů a energie na straně druhé. Klinčování je efektivní řešení pro spojování plechů procesem hlubokého tváření, při kterém dochází i k částečnému spojení materiálů. Navíc je možné v jednom cyklu vytvořit několik spojů současně. Tato technologie přináší i další výhody. Jde o proces tváření, při kterém nedochází k poškození povrchové vrstvy materiálu. Je velmi flexibilní vzhledem k tloušťce materiálu, jeho kvalitě i povrchu. Spolehlivě mohou být spojovány až tři vrstvy. Při spojování nedochází k žádnému tepelnému ovlivnění materiálu, a s tím souvisejícími případnými deformacemi dílu, jako tomu může být u svařování nebo pájení. V blízkosti spoje proto mohou být umístěny i tepelně citlivé materiály, jako např. plast. Proces klinčování lze přesně a automaticky kontrolovat. Tyto výhody jsou velmi důležité pro jednu specifickou vlastnost – klinčované spoje jsou elektricky vodivé.

Reklama
Reklama
TOX-TWINpoint zajišťuje spoj proti pootočení. (Zdroj: TOX Pressotechnik)

Experti z technické univerzity v Drážďanech analyzovali ve svém výzkumném projektu elektrické vlastnosti tvářených spojů pro měděné a hliníkové materiály a definovali podmínky pro optimální, dlouhodobě stabilní vodivost v klinčovaném bodu. Detailní rozbor oblasti spoje odhaluje jedno tajemství dobré vodivosti bodu eClinch. Během procesu klinčování dochází kromě vytvoření stranového zatečení materiálu a třecího spojení také k částečnému propojení materiálů ve formě tzv. kovových mikrokontaktů. Klinčované plechy se prakticky spojí dohromady, což vede k optimálně vodivé struktuře.

TOX-eClinch bod o průměru 6 mm spojující měď a hliník. (Zdroj: TOX Pressotechnik)

Udržení vodivosti

Obecně není vůbec jednoduché vytvořit dlouhodobě stabilní vodivé spojení. Vodivost spoje výrazně snižují koroze nebo uvolnění spoje, které jsou způsobeny např. pomalým úbytkem materiálu nebo mechanickým či tepelným rázem. Klinčování má v porovnání s jinými typy spojů (lepení, svařování, pájení, šroubování) zásadní výhody. Nevyžaduje další přidané materiály. Neporušuje povrchovou vrstvu, a tím zachovává i ochranné povlakování, které teče současně s deformací materiálu. Může tak spojovat hliník s mědí, kombinaci materiálů používaných velmi často v bateriových modulech, a to bez vytvoření izolační vrstvy mezi materiály. Tato technologie studeného tváření je vhodná i pro bateriové články, které jsou velmi citlivé na tepelné ovlivnění. Navíc v porovnání s dalšími typy spojů má kulatý bod vyvinutý firmou TOX Pressotechnik téměř dvojnásobnou plochu spoje, čímž výrazně zvyšuje jeho vodivost. Dosažení těchto parametrů je možné jen při dodržení určitých pravidel. Pro vyšší odolnost spoje vůči krouticímu momentu doporučuje firma použití dvojitého bodu eTWINpoint. Pro vysokou kvalitu spoje je klíčový správný design eClinch nástroje. Před dodáním systému vždy probíhá kontrola v laboratoři, včetně protokolu s výsledky testů. Technici zkoušejí eClinch spoje s ohledem na celkovou tloušťku a tažnost plechů a stav nástrojů. Pro monitorování vyvinula firma systém, který kontroluje požadované parametry. Tenzometrické snímače měří lisovací sílu v průběhu klinčovacího procesu a současné měření dráhy zajišťuje dosažení správné zbytkové tloušťky materiálu. Tímto způsobem lze kromě pevnostních parametrů garantovat i vodivost každého elektrického spoje.

Řez spojem eClinch zvětšený pod mikroskopem – šipky ukazují mikrokontakty mezi dvěma materiály/komponenty. (Zdroj: TOX Pressotechnik)

Přehled rizik

Dodržení podmínek před a v průběhu procesu je velmi důležité. Mechanickými nebo teplotními vlivy může dojít k ubývání materiálu a tím k přerušení mikrokontaktů. Teplota materiálu nesmí překročit 90 °C. Vznikem přechodového odporu může při průchodu větších proudů docházet k lokálnímu přehřátí a poškození spoje. Se stejnými problémy se obecně potýkají i další procesy spojování. U všech elektrických kontaktů je třeba dbát zvýšené opatrnosti. Znalost možných rizik je klíčová pro bezpečný a spolehlivý proces.

Několik bodů eTWINpoint a eClinch bod pro pojistkový box do automobilu. (Zdroj: TOX Pressotechnik)Soubor opatření, od správného designu nástrojů, jejich kontroly před dodáním až po monitorování procesu ve výrobě, dělá z technologie eClinching efektivní a bezpečný proces spojování elektrických komponentů. Díky znalostem a zkušenostem byly s bodem eClinch splněny požadavky elektroprůmyslu na dlouhodobě stabilní elektrické spoje pro přenos energie.
Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 200102
Datum: 05. 02. 2020
Rubrika: Trendy / Tváření
Autor:
Firmy
Související články
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?

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.

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.

Související články
Trendy ve výrobě plochých polotovarů tvářených za tepla

Využití plechových dílů tvářených za tepla patří dnes již běžně k produkci karoserií osobních automobilů a od jejich prvního nasazení nás dělí bezmála dvacet let. Tento trvalý trend souvisí s požadavkem na maximální zužitkování pohonných hmot a s tím spojené i redukce samotné hmotnosti karoserie. Dalším aspektem jsou limity snižující objemy škodlivých exhalací při spalování paliva, které nutí dlouhodobě producenty osobních i užitkových vozidel hledat alternativní konstrukční řešení. Emisní limity nastavené Evropskou unií, platné od roku 2020, stanovují průměrnou emisi všech modelů v nabídce na 95 g CO2.km-1. To odpovídá spotřebě 3,54 litru nafty či 4,06 litru benzinu na sto kilometrů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Lehké konstrukce automobilů – využití hořčíku

Využití hořčíku a jeho slitin v automobilovém průmyslu má poměrně dlouhou tradici, sahající až do roku 1920, kdy byl tento materiál prvně použit v konstrukci sportovních vozů. O několik desetiletí později se objevil i v komerčních vozech, například u typu Volkswagen Beetle, kde jeho obsah činil téměř 20 kilogramů. Nicméně do popředí zájmu se tento specifický materiál dostává v posledních letech v souvislosti s nárůstem ekologických a legislativních požadavků na provoz vozidel.

Lehké konstrukce automobilů - použití lisů ve výrobě hybridních dílů

V předchozích článcích ze seriálu Lehké konstrukce automobilů o možném použití nových materiálů pro stavbu lehkých konstrukcí a jejich aplikacích na karoseriích osobních automobilů nebyly zpravidla detailně rozebrány možnosti výroby těchto specifických materiálů. Uvedeme je v tomto článku.

Lehké konstrukce automobilů - hybridní materiály

Automobilový průmysl je specifické odvětví, které je významně poháněno společenskými tlaky na ekologický provoz vozidel, tedy na snižování emisní zátěže i obecné spotřeby pohonných hmot a kontinuální vývoj elektromobility. Tyto trendy se dotýkají jak konstrukce vozu, tak i technologické zpracovatelnosti jednotlivých komponentů. Jenom v horizontu 10 let se předpokládá redukce dílů z oceli o 20 % a jejich nahrazení speciálními materiály na bázi kompozitu.

Lehké konstrukce osobních automobilu - použití hliníku

Kontinuální trend v oblasti snižování hmotností karoserií osobních vozů je důsledkem tlaku na eliminaci CO2 do roku 2020 až na 95 g.km-1. Konstrukční úpravy v oblasti hnacích agregátů nebo náprav vozů jsou do určité míry také možné, nicméně stále častěji obtížně realizovatelné. Již od 80. a 90. let se v konstrukci vozu využíval hliník a plastové hmoty, nicméně dominantním materiálem je i nadále ocel.

Lehčí a čistější řezání vysoce pevných dílů

Automobilový průmysl řeší u karoserií především nízkou hmotnost a bezpečnost při nárazu. Proto se na vybrané části karoserie používají vysoce pevné ocele schopné tváření za tepla. Typickým příkladem je nový VW Golf VII. Při řezání vysoce pevných ocelí se s výhodou používá laser.

Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

Startovní výstřel pro kovozpracování a subdodavatele

Veletrhy Intec a Z 2021, které se budou konat v příštím roce od 2. do 5. března, opět promění Lipsko v centrum strojírenství a evropského subdodavatelského průmyslu. V nelehkých dobách nabídnou důležitou pomůcku pro orientaci v zásadních změnách, kterými průmysl prochází. Vystavovatelé z Česka mají na veletrzích Intec a Z ty nejlepší předpoklady navázat, či dále prohloubit obchodní vztahy s významnými společnostmi z Německa a celé Evropy. Ministerstvo průmyslu a obchodu plánuje společnou expozici českých firem v rámci programu na podporu exportu.

Automatizovaná výroba dílenského nábytku

Rodinný podnik Polak cz má bohatou historii v oblasti zpracování plechů. Od dob výstředníkových lisů, na kterých společnost začínala, se toho mnoho změnilo. Jednatel a zakladatel společnosti Petr Polák si pochvaluje velký progres v technologiích zpracování plechů i v automatizaci. I přes nízký stav zaměstnanců díky automatizaci a vysokým výkonům strojů Trumpf si může dovolit dále rozšiřovat výrobu.

Špičkové technologie dnes i zítra

Společnost Trumpf je renomovaný výrobce technologií na zpracování plechů a profilů a laserů pro průmysl. Výrobní historie se pomalu blíží celé stovce let a česká pobočka s obratem zhruba sto milionů eur za rok patří k důležitým průmyslovým hráčům nejen na českém trhu. Bylo proto jasnou volbou požádat ředitele společnosti Trumpf Praha Romana Haltufa, aby čtenářům MM Průmyslového spektra prozradil, kam se vývoj v tomto nepostradatelném oboru za minulá léta posunul.

Názorové fórum odborníků

V únorovém vydání jsme zástupcům společností činných v oboru zpracování plechů a profilů položili následující otázku:

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