Témata
Reklama

Technologie pro lehké automobilové konstrukce

Snižování dopadů automobilů na životní prostředí žádá stále lehčí konstrukce; úspora 100 kg hmotnosti sníží spotřebu paliva o 0,3 l a o 7,5 g emisí CO2 na 100 km. Také elektromobily potřebují lehčí díly, např. z uhlíkových kompozitů, aby pro vyšší dojezd vyvážily těžké baterie, jejichž vylehčování se zatím mnoho nedaří.

Skupina Schuler Group, jeden z největších světových výrobců tvářecí techniky, přišla s prvními příspěvky pro lehké konstrukce zpracováním kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP) již v roce 1998. U částí karoserií mohou CFRP, ve srovnání s ocelemi, snížit hmotnost až o 60 %. Přitom se výroba dílu odehrává v lisu. Rostoucí zájem o výkonné technologie tváření kompozitů vyztužených uhlíkovými vlákny pro konstrukce letadel a automobilů stál za představením lisu nové generace hydraulických lisů skupiny Schuler v únoru 2011.

Reklama
Reklama
Reklama

Renesance technologie RTM uhlíkových kompozitů

V novém lisu prožívá renesanci technologie RTM (Resin Transfer Moulding) ze 70. let, svého času považovaná za příliš komplikovanou, pro velkosériovou výrobu tvarově náročných velkoplošných dílů z CFRP. Hlavní předností této technologie je značná konstrukční volnost, oceňovaná zejména automobilovými designéry a výrobci ve velkosériové produkci. U technologie RTM se vkládá rohož z uhlíkových vláken, ostřižená na konturu formy, na matrici lisu. Následně se hermeticky uzavřená dutina formy za vysokého tlaku zastřikuje roztavenou epoxidovou pryskyřicí. Po krátkodobém vytvrzení při teplotě 100 °C v uzavřené formě se tvarovaný díl vyjímá z formy. Díky vysoké přesnosti a jakosti povrchu formy je možná bezprostřední povrchová úprava dílu lakováním.

Prezentace prvního 3 600t hydraulického lisu Schuler pro zpracování uhlíkových kompozitů (CFRP) Foto: Schuler

Schuler se ujal vývoje lisů pro RTM výrobu kompozitních dílů v roce 1998. S automatizačními řešeními z vlastního vývoje splňují lisy nároky procesu pro velkosériovou výrobu automobilových dílů, jako jsou např. střešní díly a nárazníky sportovních vozů, které opouštějí lis v přesně nastaveném taktu ve zlomcích minut. Navíc je možné, při práci se dvěma spodními díly forem, využít doby vytvrzování hotového dílu k založení rohože do další formy a tím zrychlit výrobní cyklus.

Systémy hydraulických lisů Schuler dovolují vedle RTM zpracování vyztužených plastů i technologiemi SMC (Sheet Moulding Compound), GMT (GlassMatt Thermoplastics) a LFT (Long Fibre Reinforced Thermoplastics) s dlouhými skleněnými a polypropylenovými vlákny. Od první objednávky v roce 2009 dodal již 10 lisů pro zpracování CFRP.

Technologie tváření pro lehké ocelové konstrukce

V současné době je skupina Schuler jediným výrobcem dodávajícím jak technologie, tak automatizované lisovací systémy pro veškeré tvářecí procesy lehkého konstruování a štíhlé výroby. Zahrnují procesy plošného i objemového tváření za tepla i za studena vysokopevnostních ocelí, vytvrzování v lisu (PCH), tváření hliníkových slitin a výrobu vysoce pevných profilů hydroformováním. Budoucnost patří i využití různých materiálových kombinací. U karoserie je potenciál úspor značně vysoký, protože představuje asi 40 % celkové hmotnosti.

Automobilový střešní díl z uhlíkového kompozitu CFRP při zpracování na lisu Schuler Foto: Schuler

Skupina Schuler zde plně využívá výhod své techniky ServoDirect Technology, díky níž může lisy upravovat na míru speciálním požadavkům při tváření za studena vysokopevnostních ocelí. Vysoká pevnost a tuhost dílů z těchto ocelí rozhodujících o bezpečnosti nabízí ideální chování při nárazových zkouškách – např. u nosníků nárazníků nebo vyztužení B-sloupků.

Řízené vytvrzení v lisu PCH (Pressure Controlled Hardening) jde ještě dál: díl se v rotační peci ohřeje na tvářecí teplotu, přenese do zápustky, tváří za tepla a vzápětí ochlazuje ve vodou chlazené zápustce. Díly z oceli o pevností 500 až 700 MPa získávají pevnost 1 300 až 1 600 MPa. Díl má i vyšší tuhost a vyrobí se za použití menší tvářecí síly. Po zchlazení se ostřihuje v mechanickém lisu (Soft-Shock-Technologie) nebo laserem. Procesu stačí hydraulické lisy s 8 000 až 16 000 kN. Proces také nabízí větší flexibilitu v designu dílu než tváření za studena. Výhodou je užití ocelí o střední pevnosti namísto dražší vysoce pevné oceli. Typickými díly jsou A a B sloupky, výztuhy proti bočnímu nárazu, výztuhy dveří, střešní díly, spojovací tunely, nárazníky, díly tailor-welded a patchwork blanks a další bezpečnostní prvky.

Technologie Pressure Controlled Hardening tvářením za tepla s ochlazením v zápustce umožňuje zpracování bezpečnostních dílů na vysoké pevnosti. Foto: Schuler

Hydroformování neboli tváření vnitřním přetlakem emulze voda-olej se používá pro výrobu výfukových systémů a speciálních dutých součástí konstrukce jako boční výztuhy. Protože tloušťku stěny lze řídit, představuje proces i možnost úspory hmotnosti. Nejzajímavější koncepce hydroformování se dnes vyvíjí v USA, a to především ty, které se týkají využití hydroformovaných dílů z vysokopevnostních ocelí v konstrukci bezpečné kabiny. Protože zde Schuler obdržel objednávky na linky podpůrných procesů hydroformování, otevřel v USA kompetenční centrum hydroformování v Detroitu.

Použití vysokopevnostních ocelí u vozu Volvo V70 model 2011, výrazné v řešení pevnosti kabiny. Grafika neuvádí rozlišení skupin ocelí s vyšší pevností podle hodnot. Pramen: Schuler

O hliníku jako standardním materiálu lehkého vozu padlo mnoho úvah; dnes převládá multimateriálová koncepce s inteligentním materiálovým mixem, kde celohliníkový vůz je vzácností. U karoserie použití hliníku podporuje účinné snižování hmotnosti s ohledem na jeho nárazovou pevnost a absorpci energie. U vnějších panelů karoserie je reálné užití až 40 kg hliníku se všemi důsledky včetně stoprocenstní a energeticky méně náročné recyklace. To je též důvod rostoucí poptávky po robotických automatizovaných lisovacích linkách na hliníkové komponenty.

Inovace, zde spočívající v synergickém účinku využití vlastností moderních materiálů, nekonvenčních metod výroby a špičkových technologií tváření, rozhodují o úsporách hmotnosti, energie a emisí CO2 a udržitelnosti výroby ve vztahu k životnímu prostředí.

Ing. Alexandr Abušinov

abusinov@seznam.cz

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 120725
Datum: 27. 06. 2012
Rubrika: Výroba / Tváření
Autor:
Firmy
Související články
Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

Češi v říši středu a snů

Česká expozice společné účasti na veletrhu CIMT je stejně jako v předchozích ročnících realizovaná specializovaným úsekem a. s. Veletrhy Brno a organizovaná pod patronací Ministerstva průmyslu a obchodu ČR. Nutno podotknout, že letošní expozice, i když po dlouhé době beze strojů, byla po designové stránce s ohledem na její kompaktnost velmi povedená. Možná právě proto, že ji netříštily volné otevřené plochy kolem stroje.

Související články
Fórum strategického manažera v deseti zastaveních, Luboš Malý, Brück AM

V novém seriálu chceme oslovovat naše top manažery a hledat u nich tajemství jejich úspěchu, jež by mohlo být inspirací pro ostatní, kteří se na podobnou dráhu vydávají či již po ní jdou. Strategie prvního kroku často bývá přelomová – iniciuje další, následující kroky, rozhoduje a ovlivňuje činy budoucí a v žádném případě ji nelze podcenit.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ohřevné skříně Amarc - skladujte své sudy v teple a bezpečí

Připravili jsme pro Vás přehledný web s ohřevnými prvky společnosti Amarc. www.ohrevneprvky.cz. Naleznete zde kompletní nabídku topných plášťů pro sudy a průmyslové (IBC) kontejnery i podlahové topné desky v klasickém a EX provedení pro výbušné prostředí.

Jak přispívají opakovaně použitelné čisticí utěrky k ochraně životního prostředí

Dne 5. června 1972, v den zahájení první světové konference o ochraně životního prostředí ve Stockholmu, inicioval program ochrany životního prostředí Spojených národů (United Nations Environment Programme, UNEP) oficiální světový den životního prostředí. Od té doby se každo-ročně 5. červen slaví jako mezinárodní den životního prostředí. Opakovaně použitelný systém čisticích utěrek MEWA k tomu každý den v dílnách a výrobních halách přispívá: Čistí stroje a zařízení a podporuje ochranu zdrojů.

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.

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?

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

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