Elektrifikácia v automobilovom priemysle | ISCAR

Elektrifikácia v automobilovom priemysle | Povedomie verejnosti o prebiehajúcich zmenách klímy spolu s globálnym úsilím o vytvorenie a udržiavanie čistého životného prostredia viedlo po celom svete k sérii zákonov, ktoré nútia výrobcov automobilov výrazne znižovať produkciu emisií plynov oxidu uhličitého (CO2), ktorý sa podieľa na vzniku skleníkového efektu a je všeobecne považovaný za hlavnú príčinu globálneho otepľovania. Okrem nutnosti znížiť spotrebu paliva, zmenšiť objem valcov motorov a znížiť celkovú hmotnosť vozidiel sa musia automobilky v záujme napĺňania týchto obmedzení orientovať na nové moderné technológie. Rýchly nárast vývoja, objemu výroby a využitie batériových elektrických vozidiel (BEV - Battery Electric Vehicle) v praxi ukazuje, že elektrické vozidlá nie sú len budúcnosťou, ale v skutočnosti sú už teraz súčasnosťou. Automobilový priemysel je bez pochyby na pokraji veľkých zmien a naše vnímanie automobilov a dopravy sa čoskoro môže úplne zmeniť. Napovedajú tomu aj odhady z radov odborníkov, ktorí tvrdia, že počas 21. storočia nahradia elektromobily vozidlá s konvenčným spaľovacím motorom.

ISCAR je spoločnosť s dlhoročnými skúsenosťami vo výrobe rezných nástrojov pre trieskové obrábanie a ponúka jedinečné a špičkové riešenia pre obrábanie komponentov pre výrobu elektrických vozidiel.

Ako líder v poskytovaní produktívnych a nákladovo efektívnych riešení obrábania sa spoločnosť ISCAR naďalej snaží zostať na špičke svojho oboru a pozorne sleduje nové trendy a technológie, aby mohla včas svojim odberateľom poskytnúť sofistikované nástrojové riešenia a byť aj súčasťou zajtrajška.

Elektrifikácia

Nižšie v texte uvádzame zoznam niektorých bežných procesov obrábania súčiastok v odvetví výroby elektro vozidiel a niektorých popredných možných riešení obrábania a odporúčania pre každú časť.

Obrábanie skrine statora

Jedným z najvýznamnejších znakov hnacieho ústrojenstva elektrického vozidla je jeho relatívna jednoduchosť. V porovnaní s tradičným spaľovacím motorom (ICE - Internal Combustion Engine) je v ňom oveľa menej pohyblivých častí, a preto pri výrobe elektromobilu dramaticky klesá doba výroby a tiež náklady. Jednou z hlavných súčastí elektromotora je skriňa motora (statora) vyrobená zo zliatiny hliníka. Na dosiahnutie kritických kľúčových charakteristík tejto súčasti, ako je nízka hmotnosť, odolnosť, tvárnosť, drsnosť povrchu a presnosť, vrátane dodržania geometrických tolerancií, je nutný zvláštny prístup. Čiastočne dutý tvar skrine predstavuje ďalšiu výzvu pri obrábaní, a preto je zachovanie nízkych rezných síl potrebné na dosiahnutie požadovanej drsnosti a valcovitosti. Kompletné nástrojové riešenie firmy ISCAR pre tento obrábací proces uľahčilo prechod technológie zo štandardného ekonomicky nákladného procesu na sústruhu na ekonomické obrábacie centrá. Naším cieľom je minimalizovať zošrotované diely a dosiahnuť optimálneho pomeru CPK. (Process Capability Index - Koeficient spôsobilosti procesu - schopnosť výrobcu vyrábať diely v požadovanej tolerancii a podľa špecifikovaného technického štandardu.)

Obrábanie hlavného priemeru statorového otvoru

Najnáročnejšie operácie pri obrábaní hliníkovej skrine statora sú vyvrtávanie a vystružovanie hlavného priemeru. Vďaka súčasnému trendu používať stroje s nízkym výkonom vyžaduje veľký priemer nástroja a dlhé vyloženie kreatívne myslenie konštruktérov, aby navrhli nástroj s minimálnou hmotnosťou pre minimálne zaťaženie vretena stroja pri zachovaní celkovej tuhosti nástroja. V dôsledku týchto požiadaviek sú pre telo nástroje používané exotické materiály, ako je titán a uhlíkové vlákna a kompozitné nástroje vyrobené technológiou 3D tlače. Použitie metódy konečných prvkov (FEM - Finite Element Method) pomáha vyriešiť prekážky spojené s touto náročnou aplikáciou umožnením zohľadnenia mnohých parametrov, ako sú rezné sily, posuvné pole počas obrábania, vlastné frekvencie a maximálna deformácia.

Prečítaj si taktiež: 3D Tlač tekutého kovu | Xerox

Vystružovanie ložiskových sediel

Na rozdiel od konvenčného spaľovacieho motora (či už zážihového alebo vznetového) generuje elektromotor maximálny krútiaci moment od nulových otáčok.

To v praxi znamená, že k prevádzke nevyžaduje zložitú viacstupňovú prevodovku. Pre bežné elektrovozidlá postačuje jednoduchá redukčná prevodovka. Tá je umiestnená medzi telesom statora a krytom prevodovky. Aby bolo zachované centrovanie medzi ložiskovými sedlami statora a krytom prevodovky, musí byť operácia vystružovania vykonaná v zmontovanom stave oboch častí. Pre túto operáciu ponúka ISCAR špeciálny vystružovací nástroj typu "push and pull" s nastaviteľnými britmi z PCD, ktorý dokáže pri tejto hliníkovej súčasti zachovať požadované geometrické tolerancie v rôznych vnútorných priemeroch.

Sústruženie rotora

Rotor sa skladá z mnohých vrstvených dosiek elektrotechnických (rotorových) plechov. Pre zníženie straty prúdu sa miesto pevného tela používajú plechové dosky. Ich povrch musí byť úplne čistý bez triesok, oleja, emulzie, prachu a ďalších nečistôt, a preto sa pri jeho obrábaní používa iba chladenie vzduchom. Vyhovieť týmto požiadavkám je veľká výzva, pretože v dôsledku tvorby veľkého množstva tepla pri sústružení dochádza na povrchu rotora k nalepovanie drobných čiastočiek triesok. V dôsledku toho je nevyhnutné využiť metódu prerušovaného cyklu obrábania. Spoločnosť ISCAR pre tieto účely vyvinula nástroj s otvormi chladenia pre prívod vzduchu priamo ku britu. Tým dochádza k efektívnemu schladeniu triesok už pri ich tvorbe a následne sú z miesta rezu odfúknuté.

Obrábanie vane batérie

Elektrifikácia - Obrábanie vane batérieNeoddeliteľnou súčasťou každého elektromobilu je batériová skriňa.

Jej veľké rozmery a požiadavka na čo najnižšiu hmotnosť predurčujú hliník ako dobrú voľbu pre výrobu tohto dielu.

V prípade špičkových superautomobilov a športových vozidiel je nízka hmotnosť kľúčová. Preto sa niektoré automobilky rozhodli pre tieto účely využiť kompozitný materiál CFRP (plast jednosmerne vystužený uhlíkovými vláknami), ktorý je charakteristický svojou nízkou hmotnosťou, vysokou pevnosťou a nízkou tepelnou vodivosťou oproti hliníku. ISCAR ponúka širokú škálu nástrojov špeciálne určených pre obrábanie hliníka a CFRP, ktoré poskytujú produktívne a ekonomické riešenia pre akúkoľvek aplikáciu. Napríklad pre vŕtanie otvorov je tu rad vrtákov SUMOCHAM, ktorý ponúka rôzne geometrie vhodné pre konkrétne materiály. Pre vŕtanie hliníka sú určené vymeniteľné hlavice ICN s ostrým britom a lešteným čelom. Hlavica ICG majú delené ostrie pre lepšie delenie triesok a ich odchod z miesta rezu a sú vhodné pre dlhé vyloženie nástroja. Na vŕtanie kompozitných CFRP materiálov sú určené ICF hlavice s diamantovým povlakom. Geometria hlavica ICF je navrhnutá tak, aby nedochádzalo k delaminácii materiálu, čo je veľmi typický jav pri obrábaní tohto materiálu..

Elektrifikácia v automobilovom priemysle| Automobilový priemysel sa už teraz nachádza v procese transformácie a smeruje k novej náročnej ére výroby batériových elektrovozidel. Využitie špičkových technológií a inovatívnych nástrojových riešení spoločnosti ISCAR udrží výrobcu dielov pre automobilový priemysel o krok napred a pomôže im rýchlo sa prispôsobiť prebiehajúcim zmenám, aby sme vyhoveli požiadavkám a urobili našu planétu čistejšou, zelenšie a zdravšie pre život.

Autor: ISCAR SR s.r.o. | K Múzeu 3, 010 03 Žilina