हलक्या, मजबूत आणि अधिक कार्यक्षम वाहनांकडे अथक प्रयत्न, विशेषतः इलेक्ट्रिक वाहनांच्या (EVs) स्फोटक वाढीसह, ऑटोमोटिव्ह उत्पादनावर प्रचंड दबाव आणतात. पातळ शीट मेटलमध्ये मजबूत थ्रेडेड कनेक्शन तयार करण्याच्या पारंपारिक पद्धती - आधुनिक कार बॉडी, फ्रेम आणि एन्क्लोजरचा एक मुख्य भाग - मध्ये बहुतेकदा वेल्ड नट्स किंवा रिव्हेट नट्स सारखे जोडलेले फास्टनर्स समाविष्ट असतात. हे जटिलता, वजन, संभाव्य बिघाड बिंदू आणि मंद सायकल वेळा सादर करतात. थर्मल फ्रिक्शन ड्रिलिंग (TFD) आणि त्याची विशेष साधने प्रविष्ट करा -कार्बाइड फ्लो ड्रिल बिटs आणि थर्मल फ्रिक्शन ड्रिल बिट सेट्स - पातळ पदार्थांमध्ये थेट अविभाज्य, उच्च-शक्तीचे धागे तयार करून ऑटोमोटिव्ह उत्पादन लाइन्समध्ये वेगाने बदल घडवून आणणारी तंत्रज्ञान.
ऑटोमोटिव्ह फास्टनिंग आव्हान: वजन, ताकद, वेग
ऑटोमोटिव्ह अभियंते सतत वजन-शक्ती विरोधाभासाशी झुंजत असतात. पातळ, उच्च-शक्तीचे स्टील्स आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातु वाहनांचे वस्तुमान कमी करण्यासाठी आणि इंधन कार्यक्षमता किंवा ईव्ही श्रेणी सुधारण्यासाठी आवश्यक आहेत. तथापि, या पातळ भागांमध्ये विश्वसनीय लोड-बेअरिंग धागे तयार करणे समस्याप्रधान आहे:
मर्यादित सहभाग: पातळ पत्र्यात पारंपारिक टॅपिंगमुळे धाग्याचे प्रमाण कमी होते, ज्यामुळे बाहेर काढण्याची ताकद कमी होते आणि स्ट्रिपिंगची शक्यता कमी होते.
जोडलेली जटिलता आणि वजन: वेल्ड नट्स, क्लिंच नट्स किंवा रिव्हेट नट्समध्ये भाग जोडले जातात, दुय्यम ऑपरेशन्सची आवश्यकता असते (वेल्डिंग, दाबणे), वजन वाढवते आणि संभाव्य गंज साइट्स किंवा गुणवत्ता नियंत्रण समस्या निर्माण करतात.
प्रक्रियेतील अडथळे: वेगळे ड्रिलिंग, फास्टनर इन्सर्टेशन/अटॅचमेंट आणि टॅपिंग स्टेप्समुळे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन रेषा मंदावतात.
उष्णता आणि विकृती: वेल्डिंग नट्स लक्षणीय उष्णता निर्माण करतात, ज्यामुळे पातळ पॅनल्स विकृत होऊ शकतात किंवा उष्णता प्रभावित क्षेत्र (HAZ) मध्ये सामग्रीच्या गुणधर्मांवर परिणाम होऊ शकतो.
फ्लो ड्रिलs: लाईनवरील स्वयंचलित उपाय
सीएनसी मशीनिंग सेंटर्स, रोबोटिक सेल्स किंवा समर्पित मल्टी-स्पिंडल मशीन्समध्ये एकत्रित केलेले थर्मल फ्रिक्शन ड्रिलिंग, एक आकर्षक उत्तर प्रदान करते:
सिंगल ऑपरेशन पॉवरहाऊस: TFD चा मुख्य जादू ड्रिलिंग, बुशिंग फॉर्मेशन आणि टॅपिंग एकाच सीमलेस, ऑटोमेटेड ऑपरेशनमध्ये एकत्रित करणे आहे. एकच कार्बाइड फ्लो ड्रिल बिट, जो उच्च वेगाने फिरतो (सामान्यत: स्टीलसाठी 3000-6000 RPM, अॅल्युमिनियमसाठी जास्त) लक्षणीय अक्षीय बलाखाली, तीव्र घर्षण उष्णता निर्माण करतो. हे धातूचे प्लास्टिसाइझेशन करते, ज्यामुळे बिटची अद्वितीय भूमिती प्रवाहित होते आणि सामग्री विस्थापित होते, ज्यामुळे मूळ शीटच्या जाडीच्या अंदाजे 3 पट जास्त सीमलेस, इंटिग्रल बुशिंग तयार होते.
तात्काळ टॅपिंग: फ्लो ड्रिल मागे घेताच, एक मानक टॅप (बहुतेकदा ऑटो-एक्सचेंज सिस्टममध्ये किंवा सिंक्रोनाइझ केलेल्या दुसऱ्या स्पिंडलमध्ये त्याच टूल होल्डरवर) लगेच येतो, जो या नव्याने तयार झालेल्या, जाड-भिंतीच्या बुशिंगमध्ये उच्च-परिशुद्धता धागे कापतो. यामुळे ऑपरेशन्समधील हाताळणी कमी होते आणि सायकल वेळ लक्षणीयरीत्या कमी होतो.
रोबोटिक इंटिग्रेशन: थर्मल फ्रिक्शन ड्रिल बिट सेट्स रोबोटिक आर्म्ससाठी आदर्श आहेत. एकाच टूल पाथने (ड्रिल डाउन, फॉर्म बुशिंग, रिट्रॅक्ट, टॅप डाउन, रिट्रॅक्ट) संपूर्ण थ्रेड निर्मिती प्रक्रिया करण्याची त्यांची क्षमता रोबोट प्रोग्रामिंग आणि अंमलबजावणी सुलभ करते. रोबोट बॉडी-इन-व्हाइट (BIW) स्ट्रक्चर्स किंवा सब-असेंब्लीजवरील जटिल कॉन्टूर्सवर टूल अचूकपणे ठेवू शकतात.
ऑटोमोटिव्ह उत्पादक फ्लो ड्रिल का स्वीकारत आहेत:
धाग्याची ताकद आमूलाग्र वाढली आहे: हा सर्वात मोठा फायदा आहे. धागे जाड बुशिंगला चिकटतात (उदा., ३ मिमी शीटपासून ९ मिमी उंच बुशिंग तयार करतात), ज्यामुळे पुल-आउट आणि स्ट्रिपची ताकद अनेकदा वेल्ड नट्स किंवा रिव्हेट नट्सपेक्षा जास्त होते. सुरक्षिततेसाठी महत्त्वाच्या घटकांसाठी (सीट बेल्ट अँकर, सस्पेंशन माउंट्स) आणि उच्च-कंपन क्षेत्रांसाठी हे महत्त्वाचे आहे.
लक्षणीय वजन कमी करणे: वेल्ड नट, रिव्हेट नट किंवा क्लिंच नट काढून टाकल्याने वजन कमी होते. अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, ते डिझाइनर्सना बहुतेकदा पातळ गेज मटेरियल वापरण्याची परवानगी देते कारण तयार केलेले बुशिंग इतरत्र वजन न जोडता, आवश्यक असलेल्या ठिकाणी स्थानिक मजबुतीकरण प्रदान करते. प्रत्येक कनेक्शनमध्ये वाचवलेले ग्रॅम वाहनात वेगाने गुणाकार होतात.
अतुलनीय प्रक्रिया कार्यक्षमता आणि वेग: एकाच वेळी तीन ऑपरेशन्स एकत्रित केल्याने सायकलचा वेळ कमी होतो. एक सामान्य थर्मल फ्रिक्शन ड्रिलिंग आणि टॅपिंग सायकल २-६ सेकंदात पूर्ण करता येते, जे अनुक्रमिक ड्रिलिंग, नट प्लेसमेंट/वेल्डिंग आणि टॅपिंगपेक्षा लक्षणीयरीत्या जलद आहे. हे उच्च-व्हॉल्यूम लाईन्सवरील थ्रूपुट वाढवते.
सुधारित गुणवत्ता आणि सुसंगतता: स्वयंचलित TFD अपवादात्मक छिद्र-ते-छिद्र सुसंगतता प्रदान करते. नियंत्रित CNC किंवा रोबोटिक पॅरामीटर्स अंतर्गत ही प्रक्रिया अत्यंत पुनरावृत्ती करता येते, ज्यामुळे मॅन्युअल नट प्लेसमेंट किंवा वेल्डिंगमध्ये सामान्यतः होणाऱ्या मानवी चुका कमी होतात. तयार केलेले बुशिंग एक गुळगुळीत, अनेकदा सीलबंद छिद्र पृष्ठभाग तयार करते, ज्यामुळे गंज प्रतिरोधकता आणि रंग चिकटपणा सुधारतो.
कमी केलेली प्रणालीची जटिलता आणि खर्च: वेगळे नट फीडर, वेल्डिंग स्टेशन, वेल्ड कंट्रोलर्स आणि संबंधित गुणवत्ता तपासणी काढून टाकल्याने भांडवली उपकरणांचा खर्च, जमिनीच्या जागेची आवश्यकता, देखभालीची जटिलता आणि उपभोग्य वस्तू (वेल्डिंग वायर/गॅस नाही, नट नाहीत) कमी होतात.
सुधारित जॉइंट इंटिग्रिटी: इंटिग्रल बुशिंग बेस मटेरियलचा धातूशास्त्रीयदृष्ट्या सतत भाग बनवते. यांत्रिक फास्टनर्सप्रमाणे नट सैल होण्याचा, फिरण्याचा किंवा बाहेर पडण्याचा कोणताही धोका नाही आणि वेल्डिंगशी तुलना करता येणारी कोणतीही HAZ समस्या नाही.
मटेरियलची अष्टपैलुत्व: कार्बाइड फ्लो ड्रिल बिट्स आधुनिक ऑटोमधील विविध मटेरियल प्रभावीपणे हाताळतात: सौम्य स्टील, उच्च-शक्ती कमी-अॅलॉय (HSLA) स्टील, प्रगत उच्च-शक्ती स्टील (AHSS), अॅल्युमिनियम मिश्रधातू (5xxx, 6xxx), आणि काही स्टेनलेस घटक देखील. टूल कोटिंग्ज (जसे की अॅल्युमिनियमसाठी AlCrN, स्टीलसाठी TiAlN) कामगिरी आणि आयुष्यमान अनुकूल करतात.
प्रमुख ऑटोमोटिव्ह अनुप्रयोग ड्रायव्हिंग दत्तक:
ईव्ही बॅटरी एन्क्लोजर आणि ट्रे: कदाचित सर्वात मोठा ड्रायव्हर. या मोठ्या, पातळ-भिंतींच्या संरचनांना (बहुतेकदा अॅल्युमिनियम) माउंटिंग, कव्हर्स, कूलिंग प्लेट्स आणि इलेक्ट्रिकल घटकांसाठी असंख्य उच्च-शक्तीचे, गळती-प्रतिरोधक थ्रेडेड पॉइंट्सची आवश्यकता असते. टीएफडी वजन किंवा गुंतागुंत न वाढवता आवश्यक ताकद प्रदान करते. सीलबंद बुशिंग शीतलक आत प्रवेश करण्यापासून रोखण्यास मदत करते.
चेसिस आणि सबफ्रेम्स: पातळ, उच्च-शक्तीच्या स्टील्समध्ये TFD च्या ताकद आणि कंपन प्रतिकाराचा फायदा ब्रॅकेट, क्रॉसमेंबर्स आणि सस्पेंशन माउंटिंग पॉइंट्सना होतो.
सीट फ्रेम्स आणि यंत्रणा: बेल्ट अँकर आणि मजबूत माउंटिंग पॉइंट्ससाठी अत्यंत उच्च पुल-आउट ताकदीची आवश्यकता असलेले महत्त्वाचे सुरक्षा घटक. TFD अवजड फास्टनर्स आणि वेल्डिंग विकृती दूर करते.
बॉडी-इन-व्हाइट (BIW): वाहनाच्या रचनेमध्ये विविध ब्रॅकेट, रीइन्फोर्समेंट आणि अंतर्गत माउंटिंग पॉइंट्स जिथे जोडलेले नट कठीण असतात आणि वेल्डिंग अवांछनीय असते.
एक्झॉस्ट सिस्टीम: पातळ स्टेनलेस स्टील किंवा अॅल्युमिनाइज्ड स्टीलवर माउंटिंग हँगर्स आणि हीट शील्ड अटॅचमेंट्सना गंज-प्रतिरोधक सीलबंद छिद्र आणि कंपन प्रतिरोधकतेचा फायदा होतो.
एचव्हीएसी युनिट्स आणि डक्टिंग: पातळ शीट मेटल एन्क्लोजरमध्ये मजबूत धाग्यांची आवश्यकता असलेले माउंटिंग पॉइंट्स आणि सर्व्हिस अॅक्सेस पॅनेल.
ऑटोमोटिव्ह TFD मध्ये कार्बाइडची अत्यावश्यकता:
ऑटोमोटिव्ह उत्पादन धावा लांब असतात, ज्यामुळे पूर्ण टूल विश्वसनीयता आणि दीर्घायुष्य आवश्यक असते. कार्बाइड फ्लो ड्रिल बिट्स अविचारी असतात. ते अत्यंत घर्षण तापमान (बहुतेकदा टोकाला 800°C/1472°F पेक्षा जास्त), उच्च रोटेशनल वेग आणि प्रति शिफ्ट हजारो वेळा येणाऱ्या महत्त्वपूर्ण अक्षीय शक्तींना तोंड देतात. प्रगत मायक्रो-ग्रेन कार्बाइड सब्सट्रेट्स आणि विशेष कोटिंग्ज (TiAlN, AlTiN, AlCrN) विशिष्ट ऑटोमोटिव्ह मटेरियलसाठी तयार केले जातात, टूल लाइफ जास्तीत जास्त करतात आणि स्वयंचलित प्रक्रियांसाठी सातत्यपूर्ण बुशिंग फॉर्मेशन आणि होल गुणवत्ता राखतात. एक सुव्यवस्थितथर्मल फ्रिक्शन ड्रिल बिट सेटबदलण्याची आवश्यकता नसण्यापूर्वी हजारो छिद्रांवर प्रक्रिया करू शकते, जे प्रति छिद्र खर्चाचे उत्कृष्ट अर्थशास्त्र देते.
एकात्मता आणि भविष्य:
यशस्वी एकत्रीकरणामध्ये RPM, फीड रेट, अक्षीय बल आणि कूलिंगचे अचूक नियंत्रण समाविष्ट असते (बहुतेकदा फ्लड कूलंटऐवजी कमीत कमी हवा स्फोट तयार करणारे बुशिंग शीतकरण टाळण्यासाठी). मॉनिटरिंग सिस्टम्स भाकित देखभालीसाठी टूल वेअर आणि प्रक्रिया पॅरामीटर्सचा मागोवा घेतात. ऑटोमोटिव्ह डिझाइन बहु-मटेरियल स्ट्रक्चर्स (उदा. स्टील फ्रेम्सवरील अॅल्युमिनियम बॉडीज) आणि त्याहूनही अधिक हलकेपणाकडे पुढे जात असताना, फ्लो ड्रिल तंत्रज्ञानाची मागणी केवळ तीव्र होईल. पातळ, विविध सामग्रीमध्ये स्थानिकीकृत, अति-मजबूत धागे तयार करण्याची त्याची क्षमता, थेट स्वयंचलित उत्पादन प्रवाहांमध्ये, थर्मल फ्रिक्शन ड्रिलिंगला केवळ पर्याय म्हणून नव्हे तर कार्यक्षम, उच्च-शक्तीच्या ऑटोमोटिव्ह फास्टनिंगसाठी भविष्यातील मानक म्हणून स्थान देते. एका वेळी एक अविभाज्य बुशिंग शांतपणे मजबूत, हलक्या वाहनांना फोर्ज करणे ही एक क्रांती आहे.
पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-२१-२०२५
