В дополнение к Институту материаловедения и лучевой технологии им. Фраунгофера, машиностроительный завод Arnold из Равенсбурга также участвовал в разработке технологии Remoweld Flex. Новый процесс рекомендуется использовать везде, где используются трудно свариваемые материалы, и до сих пор компоненты можно было герметизировать только традиционными способами, а в некоторых случаях и вручную. Примером этого является производство электромобилей. Батареи и другие электрические блоки управления должны быть охлаждены в этих транспортных средствах. Однако электрическая система не должна вступать в контакт с охлаждающей водой, в противном случае произойдет короткое замыкание. По этой причине блоки управления часто защищены корпусами из легкого литого алюминия. После сборки они герметизируются навинчивающимися крышками и пластиковыми уплотнениями. Это громоздкоОднако до сих пор не было никакого другого решения. Потому что литой под давлением алюминий не может быть надежно сварен водонепроницаемым. Причиной этого являются заполненные газом полости в литом алюминии. Если классический лазер разрезает эти полости, эффект аналогичен внезапно открытому баллону: закрытый газ внезапно выходит из полости и одновременно выбрасывает расплавленный металл, который только что сгенерировал лазер. Если шов остывает в этом состоянии, недостатки остаются. Такие небольшие утечки могут в конечном итоге привести к попаданию воды в электрическую систему. Эффект подобен внезапно открытому баллону: захваченный газ внезапно выходит из полости и одновременно выбрасывает расплавленный металл, который только что сгенерировал лазер. Если шов остывает в этом состоянии, недостатки остаются. Такие небольшие утечки могут в конечном итоге привести к попаданию воды в электрическую систему. Эффект подобен внезапно открытому баллону: захваченный газ внезапно выходит из полости и одновременно выбрасывает расплавленный металл, который только что сгенерировал лазер. Если шов остывает в этом состоянии, недостатки остаются. Такие небольшие утечки могут в конечном итоге привести к попаданию воды в электрическую систему.
Тонкий лазерный луч быстро распространяется по материалу
Разработчики IWS нашли способ безопасной и водонепроницаемой сварки литых алюминиевых деталей: в рабочей головке Remoweld-Flex лазерный луч быстро распространяется по материалу с небольшим диаметром луча, составляющим всего около одной десятой миллиметра. Это можно представить как использование точной иглы вместо грубой горелки, объясняет Дирк Диттрих. Эта «легкая игла» вибрирует несколько тысяч раз в секунду в ванне расплава. Модуль ESL2-100, системная технология, разработанная в Fraunhofer IWS для интеграции лазерных сканеров непосредственно в системное управление (ПЛК), точно и быстро управляет движением по нужным контурам. Это создает очень ровный и, прежде всего, водостойкий сварной шов. Это стало возможным благодаря хорошо скоординированному взаимодействию лазерных сканеров, зеркальной оптики, органов управления в реальном времени и других компонентов системы.
Важный шаг к Индустрии 4.0
Лазерные модули могут быть гибко расширены. Например, они могут быть соединены с высокоскоростными камерами для контроля качества в реальном времени. Система также записывает многочисленные данные датчиков во время процесса сварки, которые могут предоставить информацию о потенциале для оптимизации. В этом отношении технология Remoweld-Flex также является важным шагом на пути к Industry 4.0.