Evoluția neobosită către vehicule mai ușoare, mai puternice și mai eficiente, în special odată cu creșterea explozivă a vehiculelor electrice (VE), pune o presiune imensă asupra producției de automobile. Metodele tradiționale de creare a conexiunilor filetate puternice în tablă subțire - un element de bază al caroseriilor, ramelor și carcaselor auto moderne - implică adesea elemente de fixare suplimentare, cum ar fi piulițe de sudură sau piulițe nituibile. Acestea introduc complexitate, greutate, puncte potențiale de defectare și timpi de ciclu mai lenți. Intră în scenă găurirea prin frecare termică (TFD) și uneltele sale specializate -Burghiu cu flux de carburăSeturi de burghie cu frecare termică și burghie – o tehnologie care transformă rapid liniile de producție auto prin automatizarea creării de filete integrale de înaltă rezistență direct în materiale subțiri.
Provocarea fixării în industria auto: Greutate, Rezistență, Viteză
Inginerii auto se luptă constant cu paradoxul greutate-rezistență. Oțelurile și aliajele de aluminiu subțiri și de înaltă rezistență sunt esențiale pentru reducerea masei vehiculului și îmbunătățirea eficienței consumului de combustibil sau a autonomiei vehiculelor electrice. Cu toate acestea, crearea unor filete portante fiabile în aceste secțiuni subțiri este problematică:
Angrenare limitată: Filetarea tradițională în tablă subțire oferă o angrenare minimă a filetului, ceea ce duce la o rezistență redusă la smulgere și la susceptibilitate la dezizolare.
Complexitate și greutate adăugate: Piulițele sudate, piulițele strânge sau piulițele nituibile adaugă componente, necesită operațiuni secundare (sudare, presare), cresc greutatea și introduc potențiale locuri de coroziune sau probleme de control al calității.
Blocaje în proces: Etapele separate de găurire, inserare/atașare a elementelor de fixare și filetare încetinesc liniile de producție de volum mare.
Căldură și distorsiune: Piulițele de sudură generează căldură semnificativă, putând deforma panourile subțiri sau afectând proprietățile materialelor din Zona Afectată de Căldură (ZAC).
Burghiu cu fluxs: Soluția automatizată pe linie
Găurirea prin frecare termică, integrată în centre de prelucrare CNC, celule robotizate sau mașini dedicate cu mai mulți axuri, oferă un răspuns convingător:
Putere într-o singură operațiune: Magia centrală a TFD constă în combinarea găuririi, formării bucșelor și filetului într-o singură operațiune automată, fără întreruperi. Un singur burghiu din carbură, care se rotește la viteză mare (de obicei 3000-6000 RPM pentru oțel, mai mare pentru aluminiu) sub o forță axială semnificativă, generează o căldură intensă prin frecare. Aceasta plastifiază metalul, permițând geometriei unice a burghiului să curgă și să deplaseze materialul, formând o bucșă integrală, fără întreruperi, de aproximativ 3 ori grosimea tablei originale.
Filetare imediată: Pe măsură ce burghiul cu flux se retrage, urmează imediat un filet standard (adesea pe același portsculă într-un sistem de schimb automat sau pe un al doilea arbore sincronizat), tăind filete de înaltă precizie în această bucșă cu pereți groși nou formată. Acest lucru elimină manipularea între operații și reduce drastic timpul de ciclu.
Integrare robotică: Seturile de burghie cu frecare termică sunt ideale pentru brațele robotice. Capacitatea lor de a efectua întregul proces de creare a filetului cu o singură traiectorie a sculei (găurire în jos, formare bucșă, retragere, filetare în jos, retragere) simplifică programarea și execuția robotului. Roboții pot poziționa cu precizie scula peste contururi complexe pe structuri sau subansambluri de tip body-in-white (BIW).
De ce adoptă producătorii de automobile burghiele cu flux:
Rezistență radical crescută a filetului: Acesta este avantajul primordial. Filetele se angajează în bucșa groasă (de exemplu, formând o bucșă înaltă de 9 mm dintr-o tablă de 3 mm), rezultând rezistențe la smulgere și dezizolare care depășesc adesea cele ale piulițelor sudate sau ale piulițelor nituibile. Acest lucru este esențial pentru componentele critice pentru siguranță (ancore ale centurii de siguranță, suporturi de suspensie) și zonele cu vibrații ridicate.
Reducere semnificativă a greutății: Eliminarea piuliței de sudură, a piuliței nit sau a piuliței clinch în sine elimină greutatea. Mai important, permite adesea proiectanților să utilizeze materiale cu grosime mai mică în general, deoarece bucșa formată oferă o ranforsare localizată acolo unde este nevoie de rezistență, fără a adăuga greutate în altă parte. Gramele economisite per conexiune se înmulțesc rapid pe întregul vehicul.
Eficiență și viteză de proces de neegalat: Combinarea a trei operațiuni într-una singură reduce timpii de ciclu. Un ciclu tipic de găurire și filetare prin frecare termică poate fi finalizat în 2-6 secunde, semnificativ mai rapid decât găurirea, plasarea/sudarea piulițelor și filetarea secvențiale. Acest lucru crește randamentul pe liniile de volum mare.
Calitate și consecvență îmbunătățite: TFD-ul automat oferă o consecvență excepțională de la o gaură la alta. Procesul este extrem de repetabil sub parametri CNC sau robotici controlați, reducând la minimum erorile umane frecvente în plasarea manuală a piulițelor sau sudură. Bucșa formată creează o suprafață netedă, adesea etanșată, a găurii, îmbunătățind rezistența la coroziune și aderența vopselei.
Complexitate și costuri reduse ale sistemului: Eliminarea alimentatoarelor separate de piulițe, a stațiilor de sudare, a controlerelor de sudură și a verificărilor de calitate asociate reduce costul echipamentelor de capital, cerințele de spațiu, complexitatea întreținerii și consumabilele (fără sârmă/gaz de sudură, fără piulițe).
Integritate îmbunătățită a îmbinării: Bucșa integrală formează o parte metalurgică continuă a materialului de bază. Nu există riscul ca piulița să se slăbească, să se rotească sau să cadă, precum în cazul elementelor de fixare mecanice, și nu există probleme legate de zonele periculoase (HAZ) comparabile cu sudarea.
Versatilitatea materialelor: Burghiele cu flux din carbură prelucrează eficient diverse materiale din automobilele moderne: oțel moale, oțel slab aliat de înaltă rezistență (HSLA), oțel avansat de înaltă rezistență (AHSS), aliaje de aluminiu (5xxx, 6xxx) și chiar unele componente din oțel inoxidabil. Acoperirile sculelor (cum ar fi AlCrN pentru aluminiu, TiAlN pentru oțel) optimizează performanța și durata de viață.
Aplicații auto cheie care stimulează adoptarea:
Carcase și tăvi pentru baterii EV: Poate cel mai important factor determinant. Aceste structuri mari, cu pereți subțiri (adesea din aluminiu), necesită numeroase puncte filetate de înaltă rezistență și etanșe pentru montare, capace, plăci de răcire și componente electrice. TFD oferă rezistența necesară fără a adăuga greutate sau complexitate. Bucșa etanșată ajută la prevenirea pătrunderii lichidului de răcire.
Șasiu și subcadre: Suporturile, traversele și punctele de montare a suspensiei beneficiază de rezistența și vibrațiile oferite de TFD în oțelurile subțiri de înaltă rezistență.
Cadre și mecanisme ale scaunelor: Componente critice de siguranță care necesită o rezistență extrem de mare la tragere pentru ancorele de centură și puncte de montare robuste. TFD elimină elementele de fixare voluminoase și distorsiunile de sudură.
Caroserie în alb (BIW): Diverse console, întăriri și puncte de montare interioare în structura vehiculului unde piulițele adăugate sunt greoaie și sudarea este nedorită.
Sisteme de evacuare: Montarea elementelor de fixare și a accesoriilor pentru ecranele termice pe oțel inoxidabil subțire sau oțel aluminizat beneficiază de rezistența la coroziune a orificiului etanș și de rezistența la vibrații.
Unități HVAC și conducte: Puncte de montare și panouri de acces pentru service care necesită filete robuste în carcase din tablă subțire.
Imperativul carburii în TFD-ul auto:
Serialele de producție auto sunt lungi, necesitând fiabilitate și longevitate absolută a sculelor. Burghiele cu flux din carbură sunt indispensabile. Acestea rezistă la temperaturi extreme de frecare (adesea depășind 800°C/1472°F la vârf), viteze mari de rotație și forțe axiale semnificative întâlnite de mii de ori pe schimb. Substraturile avansate din carbură microgranulară și acoperirile specializate (TiAlN, AlTiN, AlCrN) sunt adaptate pentru materiale auto specifice, maximizând durata de viață a sculelor și menținând o formare consistentă a bucșelor și o calitate a găurii esențiale pentru procesele automatizate. O mașină bine întreținută...Set de burghie cu frecare termicăpoate procesa mii de găuri înainte de a fi necesară înlocuirea, oferind un raport excelent cost-per-găură.
Integrare și viitor:
Integrarea cu succes implică controlul precis al turației pe minut (RTM), al vitezelor de avans, al forței axiale și al răcirii (adesea un jet minim de aer, în loc de lichid de răcire injectat, pentru a evita răcirea bucșei de formare). Sistemele de monitorizare urmăresc uzura sculelor și parametrii procesului pentru mentenanța predictivă. Pe măsură ce designul auto se îndreaptă tot mai mult către structuri multi-materiale (de exemplu, caroserii din aluminiu pe cadre de oțel) și o reducere și mai mare a greutății, cererea pentru tehnologia Flow Drill se va intensifica. Capacitatea sa de a crea filete localizate, ultra-rezistente, în materiale subțiri și diverse, direct în cadrul fluxurilor de producție automatizate, poziționează găurirea prin fricțiune termică nu doar ca o alternativă, ci ca standard viitor pentru fixarea auto eficientă și de înaltă rezistență. Este o revoluție care forjează în liniște vehicule mai puternice și mai ușoare, câte o bucșă integrală pe rând.
Data publicării: 21 august 2025
