Témata
Reklama

Metody spojování využívající principy plastické deformace

Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

Z výše uvedených důvodů jsou stále hledány a vyvíjeny nové metody spojování součástí. K nim patří i technologie spojování využívající princip plastické deformace.

Reklama
Reklama
Reklama

Klinčování

Klinčování se stává stále populárnější alternativou k tradičnímu bodovému svařování, vzhledem ke snaze snižovat výrobní náklady při použití nových materiálů, které je obtížné nebo nemožné svařovat. Výhodou této technologie je možnost jejího použití pro materiály s povrchovou úpravou či pro různé jakosti materiálu.
Podstata této technologie je patrná z obrázku. Při procesu vytváření klinčového spoje razník stlačí dvě vrstvy plechu do matrice a vytvoří trvalý nerozebíratelný spoj. Konečný tvar spoje závisí na zvolené kombinaci razníků a matric. Tvar spoje může být kulatý nebo hranatý a spoj může být proveden s prostřihem i bez prostřihu spojovaných plechů.

Řez klinčovým spojem
Podstata vzniku klinčového spoje

Slepé nýtování

Technologie pro slepé nýtování představuje metodu osvědčenou na trhu již mnoho let, která umožňuje vytvořit nerozebíratelné spojení tenkostěnných konstrukčních prvků. Plynule se přizpůsobující závěrná hlava zaručuje pevné uložení nýtu dokonce i u otvorů, jejichž průměry se liší až o 1 mm. Dobré vlastnosti stěn otvoru zajišťují jeho úplné vyplnění. Hrana vyvrtaného otvoru je optimálně zakryta závěrnou hlavou. Uspořádání pouzdra nýtu zajišťuje alternativní vytvoření jednoduché nebo dvojité závěrné hlavy v závislosti na oblasti sevření.

Slepé nýtování – pevné uložení v různých průměrech otvorů

Speciální technologie nýtování – metoda Rivtac

Technologii Rivtac vystihuje spojování vysokorychlostním nastřelováním nýtů. Energie potřebná pro nastřelení se získává v nastřelovacím zařízení od pístu v pneumatickém válci. Spojovací díl se podobá hřebíku, který se vysokou rychlostí zarazí do spojovaných dílů. Metoda je použitelná pro různé jakosti materiálu a může být využívána současně s lepením. Princip metody je patrný z obrázku.

Princip vzniku spojení metodou Rivtac

Prorážecí nýtování Self-pierce riveting

Technologie prorážecího nýtování je další speciální technologií nýtování, která spočívá v řízené plastické deformaci spojovaných plechů a prorážecích nýtů. To vše v závislosti na tloušťce plechů, tažnosti, tvaru nástrojů apod. Dno matrice je ve tvaru polovičního mezikruží tak, aby bylo dosaženo řízené plastické deformace. Pro zvýšení spolehlivosti spoje a dosažení vyššího stupně fixace dílů se může použít vyšší rychlost nýtování. Prorážecí nýtování se využívá také v automobilovém průmyslu pro spojování hliníkových plechů, ale i v aplikacích lakovaných dílů, mědi, sendvičových materiálů, plastů či pro spojování různých jakostí materiálů.

Princip vzniku spojení metodou prorážecího nýtování

Trubkové nýtování – Pipe riveting

Spojování je v tomto případě realizováno za použití nového typu nýtu, který se nazývá pipe rivet. Tato technologie je odzkoušená pro spojování hliníkových plechů o tloušťce 3 mm, kdy jsou používány nýty z korozivzdorné oceli. Na rozdíl od ostatních technologií spojování pomocí nýtů neproniká trubkový nýt všemi spojovanými vrstvami. Princip metody je zřejmý z dalšího obrázku.

Princip vzniku spojení metodou trubkového nýtování

Lemování

Lemování se zpravidla používá pro spojování tenkých plechů za účelem zvýšení tuhosti spoje. Pro jeho vytvoření se nejčastěji používají lisy s postupovými nástroji, jednoúčelové lemovací stroje nebo speciální rolny umístěné na robotu. Lemování je montážní proces využívající principy plastické deformace spočívající v ohnutí jednoho plechu přes okraj druhého. Jedná se o nejčastější způsob spojování dílů karoserie v automobilovém průmyslu. Vlastní proces se skládá ze tří částí: ohýbání, předlemování a dolemování. V první fázi se okraj plechu ohýbá až do úhlu 90° vůči původní poloze. Předlemování se provádí poté, co se vnitřní plech umístí do správné pozice, provede se pokračování ohybu na úhel okolo 135°. Jako poslední fáze procesu lemování probíhá samotné dolemování spoje. Výhodou této technologie je celkově krátký výrobní čas.

Vznik lemového spoje

Technologie spojování dílů pomocí plastické deformace je obecně velmi produktivní a vyznačuje se nízkou energetickou náročností, proto je v automobilovém průmyslu stále více používána. Mezi další výhody patří spojování materiálů různých materiálových jakostí, malé zbytkové napětí, spolehlivost, snadná kontrola, příznivý vliv na životní prostředí a vysoká produktivita práce. Mezi nevýhody patří vyšší nepřesnost, složitější korekce a opravy, nedostatek standardizovaných postupů a metod výpočtů.

ČVUT v Praze, Fakulta strojní

Ing. Lukáš Chrášťanský, Ing. Michal Valeš

frantisek.taticek@fs.cvut.cz

fs.cvut.cz

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 180139
Datum: 07. 02. 2018
Rubrika: Trendy / Spojování a dělení
Autor:
Firmy
Související články
Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Laserová technologie Platino pro každého

Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

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.

Související články
Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Autogen, plazma či laser?

Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

Revoluce ve svařování laserem

Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

Řezání vysokým tlakem

Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Trhací nýty pro vysoké zátěže

Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

Inovovaná fiber laserová centra

Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

Nové úkoly v technologii vodních paprsků

Jednou za dva roky pořádá Oddělení desintegrace materiálů Ústavu geoniky Akademie věd ČR konferenci o technologii vysokorychlostních vodních paprsků. Letos organizátoři pro své setkání vybrali nádherné a inspirativní prostředí Lednicko-Valtického areálu, zapsaného do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO. V pořadí již pátá konference této série přitáhla pozornost mnoha zahraničních a tuzemských odborníků.

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.

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