Témata
Reklama

Spojování plechů tvářením za studena

Co se týká požadavků na nové materiály plechů, jsou cílové představy všech konstruktérů prakticky stejné. V popředí stojí vysoká pevnost při nízké hmotnosti a s nízkými náklady. Tyto vlastnosti jsou předpokladem pro efektivní konstrukci jakéhokoliv produktu.

Například u automobilového průmyslu musí vývoj a konstrukce zajistit co možná nejmenší hmotnost a přitom vysokou stabilitu, aby v prvním případě byla minimalizována spotřeba energie a v druhém pak optimalizace nárazových testů.

Složení robotických kleští – pro pohon lze volit pneumohydrauliku, hydrauliku nebo elektroservo.

Dnes jsou kromě etablovaných vysokopevnostních materiálů na bázi hliník a ocel dále k dispozici i ultrapevné ocelové materiály a nejrůznější materiály z pevnostních vláken. To, jak se budou tyto materiály využívat u nových konstrukčních řešení, je závislé ve velké míře právě na realizovatelnosti jejich spojování. Spolu s novými vlastnostmi materiálů se tedy musí rovněž rozvíjet spojovací technologie.

Reklama
Reklama
Reklama

A proč právě spojování plechových dílů tvářením za studena?

Výraznou přednost je dobře vidět např. v porovnání s metodami spojování, při kterém vzniká zahřívání součástí. U svařování obecně, a to jak při bodovém, tak i laserovém svařování, dochází v zóně svaru k výraznému tepelnému šoku, který v této zóně změní vlastnosti výchozího materiálu. U moderních vysokopevnostních materiálů a u ultrapevnostních plechů typů ocel-mangan-bor způsobuje toto vyhřátí v místě svaru výraznou změnu pevnostních vlastností. Materiál ztrácí v této zóně svoji vysokou pevnost a nelze ani vyloučit tvorbu mikroskopických trhlin.

Dokovací stanice

Kromě tváření spojů za studena existuje další rychle se rozšiřující technologie spojů – lepení plechových dílů. Lepení má velkou přednost v celoplošném působení v oblasti spoje a rovněž nezpůsobuje žádné změny ani z hlediska pevnosti nebo struktury u výchozího materiálu. Oproti spojování metodou tváření za studena dochází však u lepených spojů k postupné degradaci lepidla vlivem změn teplot a stárnutí. Na lepené spoje, které jsou vždy pod trvalým mechanickým zatížením, negativně dále působí vlhkost, plísně a různé mikroorganismy všudypřítomné v okolním prostředí.

Vyloučení lidského faktoru

Nejen výše uvedené mechanické a fyzikální vlastnosti spojů jsou zásadní a rozhodující pro sériovou produkci výrobku. Především v automobilovém sektoru je mimořádná pozornost věnována výrobní jistotě a spolehlivosti při tvorbě spojů, a to průběžným automatickým sledováním procesu spojování a jeho dokumentování zcela s vyloučením lidského faktoru.

Kleště nesené robotem nebo stacionární

Z posledně jmenovaného faktoru vycházejí spoje tvořené čistě mechanicky, metodou tváření za studena, jednoznačně nejvýhodněji. Jejich technologický proces umožňuje totiž jako jediný přímé změření parametrů, které okamžitě a jednoznačně kontrolují každý spoj a třídí na „dobrý“ nebo „špatný“. Na tomto základě jsou pak postaveny zcela automatické kontrolní systémy, které zajišťují 100% procesní kontrolu výroby.

U spojů vznikajících na bázi roztavení materiálu (svařování) nebo nanášením lepidla a jeho následného vytvrzování jsou možná pouze různá nepřímá měření a sledovat vlastní proces při vznikání spoje nelze. Výrobní kontrola je pak až následná, často jen na vzorcích vyhodnocovaných destruktivními metodami.

Tváření spojů za studena

Svět spojování se musí rozvíjet tedy stejně razantně, jako se vyvíjí stále nové a nové druhy a vlastnosti materiálů. Tím stoupá také nutnost dále rozšiřovat různé druhy, způsoby a technologie spojování, a to zejména na bázi tváření spojů za studena. V této oblasti zaujímá vedoucí postavení firma TOX Pressotechnik, která za svůj nový projekt „Robotické kleště pro aplikaci TOXspojů do ultrapevných materiálů“ získala ocenění na Robotics Award 2011 v Hannoveru.

Vlisování upevňovacích prvků

U tohoto projektu jde o metodu, kdy se do spojovaných plechů vlisovává speciální element (tzv. Vollstanzniet). Tato aplikace umožňuje efektivně spojovat různé kombinace materiálů a materiálově hybridní součásti v karoseriích automobilu, a to zejména v těch zónách, které jsou relevantní pro výsledky nárazových testů.
Využití těchto vysokopevnostních a hybridních materiálů, jejichž aplikace je podmíněna novými možnostmi jejich efektivního spojování, přineslo u nového projektu úsporu hmotnosti až o 100 kg na jeden automobil, a to při současně zvýšené bezpečnosti a odolnosti karoserie při haváriích auta.

Zcela automatická linka

Spolu s vývojem robotických kleští pro spojování vysokopevnostních plechů a TOX-spojů pro vícevrstvé plechy z mixu různých materiálů byly vyvinuty samozřejmě tomu odpovídající moduly přísunu elementů „Vollstanzniet“, automaticky ovládané zásobníky a dokovací stanice tak, aby celý systém mohl být implementován do robotických, zcela automaticky pracujících výrobních linek.

Na letošním veletrhu v Hannoveru oceněná firma TOX Pressotechnik je specialistou na spojování plechů technologií tváření za studena. V oboru působí již 20 let a zaujímá vedoucí pozici u řady výrobců automobilů (VW, Audi, BMW, DaimlerBenz, Škoda a další) a u výrobců tzv. bílé techniky (pračky a lednice značek Whirlpool, Liebherr, Siemens-Bosch, AEG a další)

V nabídce spojovací techniky u firmy TOX Pressotechnik nalezne prakticky každý zákazník se sériovou nebo automatizovanou výrobou vhodnou technologii pro spojování svých plechových dílců a sestav. Jak bylo uvedeno u každého typu spoje, je možné sledovat proces a výslednou kvalitu spoje nedestruktivní metodou – měřením mechanických veličin během procesu nebo i po něm.

Tabulka. Nabídka spojů TOX metodou tváření za studena je široká.

Vlisování upevňovacích prvků

Pro vlisování matek a šroubů, anebo pro zanýtování upevňovacích elementů různých dodavatelů využívá firma TOX Pressotechnik efektivně své know-how inteligentních víceúčelových kleští, lisů a pohonů. Uvedený systém vlisování TOX umožňuje efektivně řešit obě známé technologie. A to jak pro prostřihovací upevňovací prvky, tak i pro elementy nýtovací/zalisovací.

Firma TOX Pressotechik zkompletovala své portfolio spojování technologií tváření za studena i o systémy různých upevňovacích elementů od předních světových výrobců, a to jak na bázi zalisování, tak i prostřihování.

Typy upevňovacích elementů
Prostřihovací plný nýt
Spoj dvou plechů pomocí prostřihovacího nýtu
Spoj tří plechů pomocí prostřihovacího nýtu

Stacionární vlisovací stanice TOX
Robotické vlisovací kleště TOX

Zásobník a nabíjecí stanice pro kleště TOX

OK-Strojservis
Dr.-Ing. Wolfgang Pfeiffer
Ladislav Kvapil

kvapil@ok-servis.cz

Od 1. 2. 2015 změna přímého zastoupení společnosti TOX® PRESSOTECHNIK GmbH & Co. KG pro Českou republiku a Slovenskou republiku.

Kontakty na www.tox-cz.com.

Reklama
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.

Jak se stát leaderem ve výrobě důlního zařízení

Moravská společnost Ferrit, s. r. o., se za 25 let působení v těžařském průmyslu stala světovou firmou v projektování a výrobě důlní závěsné dopravy. Zároveň je průkopníkem v oblasti vývoje a výroby důlních akumulátorových lokomotiv a jako jediná na světě vyrábí speciální lokomotivu, tzv. lokobagr, pro údržbu a čištění kolejové tratě a prostoru kolem kolejiště v hlubinných šachtách. Jejich stroje pracují v uhelných a rudných dolech napříč všemi kontinenty.

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.

Související články
Komplexní technologie děrování

Modulární systém pro technologii děrování umožňuje dosažení nákladově optimalizovaného procesu a kompletního řešení pro jednotlivé aplikace děrování s využitím standardizovaných komponent a modulů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Materiálově a energeticky nenáročné spojování

Na veletrhu Blechexpo/Schweisstec ve Stuttgartu seznámil Fraunhoferův institut tvářecích strojů a technologií (Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik) odbornou veřejnost s novinkami z oblasti výzkumu materiálově a energeticky nenáročného zpracování plechů. Stěžejním tématem bylo přitom spojování silnostěnných plechů za studena. Tato technologie otevírá firmám zabývajícím se zpracováním plechů zcela nové možnosti jak v oblasti vhodného dimenzování a konstrukčního řešení, tak i samotné výroby dílů, podsestav nebo kompletace plechových dílů.

Trendy pro MSV: Lisování od A do Z

Ačkoli je teprve začátek roku, přípravy letošního Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně jsou již v plném proudu. Pro náš seriál opět vybíráme nejfundovanější ze zástupců budoucích vystavovatelů, abychom se jich zeptali na zajímavosti a trendy v jejich oborech. Tentokrát jsme dali slovo Ing. Michalu Badinovi, prokuristovi společnosti TOX Pressotechnik.

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?

Produktivní zpracování plechu ze svitků

Jednou z často pokládaných otázek dnešních výrobních společnosti je, jak učinit zpracování plechů ještě jednodušší, flexibilnější a ekonomičtější. Jedním z možných řešení je nahrazení klasického tabulového formátu svitky plechu.

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.

Zvýšení produktivity, efektivity a kvality kovových výlisků

Výrobní společnost ANC Components a výzkumná společnost Comtes FHT spolupracují na výzkumném projektu Eureka s cílem zefektivnit výrobní proces a zvýšit produktivitu a kvalitu přesně lisovaných dílců a plně eliminovat dodatečné sekundární operace. Výsledky ze čtyř etap zmíněného projektu přinášejí rentabilitu technologie přesného střihu a konkurenční výhodu společnosti ANC Components v této oblasti. Řešení projektu bylo již dříve prezentováno ve vydání MM 10/2012, MM 1, 2/2015 a dále v Hutnických listech 4/2013.

Bezpečnostní spojování tvářením za studena

Přinášíme aktuální informaci z polského veletrhu ITM v Poznani. V kategorii inovace a technika získal Zlatou medaili exponát firmy BalTec – tvářecí centrum RNC.

Hospodárnější střihání statorových a rotorových plechů

Podle nedávné tiskové informace firmy Schuler je možno ovládaným střihacím nástrojem podstatně zlepšit flexibilitu a ekonomii střihání plechů pro elektrické stroje.

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