Lankstymo mašinos: sukibimo padidinimas tvirtinimo gaminimo procesuose

Vidinių funkcijų pritaikymas

Laidoties glaistymo mašinos atlieka darbą, kai reikia automatiškai pritaikyti klijus tvirtinimo detalių gamybos procese. Jos gali pakeisti tradicinius mechaninius tvirtinimo metodus arba dirbti kartu su jais, priklausomai nuo to, kas yra tinkama gamybos poreikiams. Mašinos yra sukomplektuotos sudėtingomis dozavimo sistemomis, kurios gali pritaikyti įvairių tipų klijus, tokiais kaip epoksidai, tie labai stiprūs cianoakrylatai, kuriuos visi pažįstame iš savo įrankių dėžių, o net ir konstrukcinius klijus taip pat. Tikrai įspūdinga yra tai, kaip tiksliai šios sistemos veikia mikronų lygyje. Antgaliai yra temperatūros valdymo funkcija, kad klijai nepradėtų kietėti anksčiau laiko, o taip pat yra programuojama dozavimo funkcija, kuri padeda užtikrinti nuolatinį padengimą, net tada, kai reikia susidoroti su laidais, kurie nėra tobulo formos. Be tokio tikslumo, gamintojai susidurtų su silpnais taškais suklijuotuose sujungimuose, o tai, žinoma, nėra gera žinia dalims, kurios turi išlaikyti svorį arba atlaikyti apkrovas. Galvokite apie automobilių rėmo komponentus arba apie tas kritines aviacijos kabutes, kuriose gedimas nėra variantas.

Integravimas į aukštos kokybės tvirtinimo montavimo linijas

Šių dienų laidų klijavimo mašinos puikiai veikia kartu su CNC laidų formavimo presais ir robotizuotomis rankomis, kurios paima ir deda komponentus. Jos gali užbaigti kiekvieną detalę per mažiau nei dvi sekundės. Gaminant baterijų dėklus elektriniams automobiliams, šios klijavimo sistemos pagamina apie 1200 magistralės sujungimų kas valandą. Tai yra apie 40 procentų greičiau nei anksčiau buvo įmanoma naudojant senąsias kniedijimo technologijas. Tikra magija įvyksta naudojant uždarojo kontūro atsirgį, kuris automatiškai koreguoja klijų tekėjimą, kai medžiagos šiek tiek skiriasi. Nereikia technikams nuolat stabdyti visko ir rankiniu būdu perkalibruoti, o tai sutaupo daug laiko gamybos linijoje.

Užtikrinti nuolatinį ir tikslų klijų pateikimą

Nuosekliai dirbti kruopščiai yra labai svarbu. Tyrimai rodo, kad net menki pokyčiai turi reikšmės – pagal 2022 m. Adhesion Science Journal duomenis, jei klijų juostos plotis nukrypsta vos 0,1 mm, sąnario stiprumas mažėja apie 18%. Šiuolaikiniausia įranga šiais laikais yra su lazerinėmis dozavimo sistemomis, kurios sujungtos su išmaniosiomis vaizdo sistemomis, tikrinančiomis kiekvieną sujungimą realiu laiku. Vienas didelis automobilių dalių gamintojas pastebėjo, kad garantinės problemos sumažėjo beveik 92 %, kai pradėjo naudoti šią technologiją durų rankenoms. Jie nustatė, kad tiksliai dozavus klijus buvo išvengta problemų, atsiradusių dėl temperatūros svyravimų montavimo metu.

Kodėl pažengę klijai keičia tradicinius mechaninius tvirtinimo elementus

Daugiau įmonių renkasi pažengusius klijus vietoj tradicinių mechaninių tvirtinimo detalių, nes jie sumažina konstrukcijos svorį, neprarandant našumo. Kai dalys suklijuojamos vietoj kniedijimo, gamintojai paprastai pasiekia apie 25 % mažesnį komponentų svorį. Be to, tokie klijavimo sujungimai neturi tų erzinančių įtempimų koncentracijos taškų, kuriuos sukuria varžtai ir kniedės. Perėjimas prie klijų ypač sparčiai vystosi automobilių ir lėktuvų sektoriuose, ypač kuomet reikia sujungti sudėtingas medžiagas, pvz., anglies pluošto detales su aliuminio rėmais. Praeitų metų Nature paskelbta studija taip pat parodė įdomų rezultatą: klijai tolygiau paskirsto apkrovas per visą paviršių. Tai reiškia, kad gaminiai, veikiami nuolatinio virpesio, turi maždaug 40 % mažesnį gedimo dėl nuovargio tikimybės. Inžinerams, kurie projektuoja viską nuo lėktuvų sparnų iki elektromobilių korpusų, tokia patikimumo savybė daro didelį skirtumą.

Klijavimo konstrukcijos ir mechaniniai sujungimai: našumo palyginimas

Gamintojas	Klijavimo konstrukcijos	Mechaniniai sujungimai
Svaro poveikis	Sumažina bendrą svorį 15–25 %	Prideda tvirtinimo detalių svorį
Streso pasiskirstymas	Lygus apkrovos paskirstymas per paviršius	Koncentracija ties tvirtinimo taškais
Medžiagos lankstumas	Sujungia skirtingus medžiagas be pertraukimų	Apribota tik suderinamų metalų
Montavimo greitis	30 % greitesnis pateikimas	Reikalingas gręžimas/sriegiavimas

Automobilių gamintojai nurodo, kad naudojant klijavimo mašinas laidams klijavimui, surinkimo laikas yra 22 % greitesnis lyginant su tradicinėmis tvirtinimo procedūromis.

Klijinių sujungimų stiprumo, lankstumo ir patikimumo balansas

Naujausios kartos konstrukciniuose klijavimo priemonėse derinami epoksidinių medžiagų atsparumas ir poliuretano lankstumas, todėl jų tempties stipris siekia apie 35 MPa arba dar didesnis, kartu išlaikant gebėjimą prisitaikyti prie skirtingų medžiagų šiluminio plėtimosi rodiklių. Kai šios pažengusios klijavimo priemonės naudojamos elektrinių automobilių baterijų dėžėse, jos išlaiko sandarumą net po tūkstančių temperatūros pokyčių, kurių ribos svyruoja nuo -40 laipsnių Celsijaus iki 85 laipsnių. Tyrimai parodė, kad tokios klijavimo priemonės veikia maždaug tris kartus ilgiau nei tradiciniai tarpinės turintys sujungimai esant panašioms sąlygoms. Gamytojai vis dažniau ieško dvigubo kietinimo sprendimų, kurie derintų ultravioletinio šviesos ir šilumos aktyvavimą, nes tokia technika gerai veikia sudėtingose formose ir kampuose, kur kiti metodai neveiksmingi, be to, ji nepernelyg sulėtina gamybos linijos darbo lyginant su senesnėmis technikomis.

Automatizacija ir tikslumas: kaip laidų klijavimo mašinos gerina klijavimo priemonių panaudojimą

Automatizavimas su valomu klijų pateikimu

Vidurinius klijavimo mašinos gali tiksliai pataikyti į nustatytas pozicijas, apie plius arba minus 0,1 mm dėl jų programuojamų pateikimo sistemų. Šios mašinos yra su integruotais jutikliais, kurie tikrina klijų storį ir talpyklomis, kurios išlaiko tinkamą temperatūrą. Tai padeda užtikrinti sklandų klijų tekėjimą, esant nuo 20 iki 45 mililitrų per minutę. Jos taip pat gerai veikia su įvairiomis medžiagomis, įskaitant sudėtingas UV spinduliavimu kietinančias epoksidines dervas ir laidžias kaučiukines medžiagas. Pagal kai kurias naujausias gamybos sąlygų bandymų duomenis, šios automatizuotos sistemos klijus taiko maždaug 3,7 karto greičiau nei darbuotojai tai daro rankiniu būdu. Be to, klijų linijų storis beveik nesikeičia nuo vieno taikymo prie kito, kintamumas yra mažesnis nei 2 %, pagal pranešimą, paskelbtą praeitų metų Gamybos technologijų ataskaitoje.

Žmogaus klaidų mažinimas didelės apimties gamyboje

Automatizuotos sistemos sumažina klijavimo defektus 82 % tvirtinimo operacijose, lyginant su rankiniu darbu (Industrial Adhesion Quarterly 2022). Uždarojo kontūro grįžtamasis ryšys dinamiškai koreguoja dozavimo slėgį ir purkštuko aukštį, kompensuodamas pagrindo nelygnumus realiu laiku. Toks tikslumas neleidžia klijams netinkamai dengti paviršių arba išsilyti per kraštus, dirbant didelėmis spartomis – virš 1 200 vienetų/valandą.

Atvejo analizė: Efektyvumo padidinimas automobilių EV gamybos linijose

Viena didelė elektrinių automobilių įmonė neseniai pradėjo naudoti laidų klijavimo mašinas, kad baterijų dėžės būtų sandariai uždarytos, todėl ciklo laikas sumažėjo nuo maždaug 210 sekundžių iki vos 94 sekundžių. Taip pat buvo įdiegti vizualiai valdomi robotai, kurie davė didelį rezultatą. Pirmojo bandymo išeiga išaugo nuo maždaug 76 procentų iki beveik 98,5 procentų, o klijų sunaudojimas sumažėjo maždaug trečdaliu dėl geresnio judėjimo maršrutų planavimo, kaip nurodyta 2023 metų gamybos auditų skaičiuose. Šie pakeitimai kasmet sutaupė apie 400 tūkstančių dolerių, sunaudojamų defektingų vienetų taisymui, todėl aišku, kodėl šiuolaikiniai gamintojai automobilių gamybos linijoms vis dažniau kreipiasi į automatizuotus klijavimo sistemas.

Pagrindinės pramonės sritys ir augimo tendencijos naudojant laidų klijavimo technologijas

Laidų klijavimo mašinos automobilių ir elektrinių automobilių gamyboje

Šiuolaikinėse automobilių gamyklose laidų klijavimo mašinos jau beveik tapo būtinybe, ypač gaminant elektrinius automobilius. Šios mašinos puikiai susitvarko su klijų tiksliniu nanšymu, pavyzdžiui, baterijų blokams ir labai lengviesiems komponentams, kurie padeda automobiliams nuvažiuoti ilgesnį atstumą vienu įkrovimu, kartu užtikrindamos konstrukcijos stabilumą. Atsižvelgiant į naujus magnetinių laidų izoliacijos technologijų pokyčius, matyti, kokia svarbi šiuolaikinėje gamyboje tapo medžiagų mokslas. Gamintojams reikia geresnių sukibimo sprendimų, nes jie vis labiau stengiasi atitikti griežtesnius reikalavimus elektriniams automobiliams, todėl reikia nuolatinės inovacijų visose gamybos proceso srityse.

Klijų naudojimo plėtimas už ribų tik sukibimui: sandarinimo ir sukibimo taikymas

Šiandienos klijavimo sistemos atlieka dvi funkcijas – užtikrina konstrukcinį vientisumą ir kartu suteikia sandarinimo funkciją. UV spinduliams kietėjančios formulės pasiekia visišką sukibimą per 8–12 sekundžių, todėl jos yra ideali asmenys drėgmės jautriose aplikacijose, tokiuose kaip elektrinių komponentų apsauga. Ši daugiapakopė funkcionalybė sumažino antrinių sandarinimo procesų poreikį aviacijos, medicinos įrenginių ir vartotojų elektronikos sektoriuose.

Rinkos įžvalga: 68 % klijų naudojimo padidėjimas elektrinių automobilių surinkimo procesuose (2018–2023 m.)

Klijų suvartojimas EV sektoriuje išaugo 68 % tarp 2018 ir 2023 metų, dėl baterijų inovacijų ir lengvųjų konstrukcijų iniciatyvų. Automatinės laidų klijavimo mašinos palaiko šį augimą užtikrindamos nuoseklų klijų juostos padavimą, kad būtų užtikrintas patikimas sukibimas aukštos vibracijos aplinkose ir atitiktų griežtas automobilių saugos standartus.

Inovacijos klijų medžiagose aukšto našumo tvirtinimo sistemose

Kitos kartos klijai reikalaujančiose pramonės aplinkose

Kai kalbama apie klijavimo medžiagas, hibridinės klijų rūšys, kurios derina epoksidinių klijų atsparumą ir silikono elastingumą, iš tiesų klijuoja apie 42% geriau nei įprasti klijai, pagal 2023 metais atliktus bandymus aviacijos pramonei. Matome, kad šios ypatingos mišrainės puikiai laikosi net sunkiomis sąlygomis. Galvokite apie elektromobilių baterijų korpusus ar robotų dalis, kurios veikiamos temperatūros pokyčių virš 300 laipsnių Celsijaus. Nemažai. Ir dar yra kažkas dar įspūdingesnio – saviregeneruojantys klijai. Šios išmanios medžiagos gali pašalinti mikro plyšius savaime, be žmogaus įsikišimo. Praėjusios daugelio apkrovų testus, jos išlaiko apie 89% pirminės klijavimo galios. Toks atsparumas keičia tai, ko tikimės iš modernių klijų.

Termo ir vibracijos atsparumas klijais sujungtuose mazguose

Nauji epoksidų ir poliuretanų mišiniai gali išlaikyti vibracijas iki 18G, o jų stiprumas išlieka virš 35 MPa, o tai yra maždaug 38 procentais geriau nei senesni klijai, pagal praeitų metų pramonės sukibimo ekspertų paskelbtą tyrimą. Vėjo turbinų mentės tikrai naudojasi iš tokio tipo medžiagos, nes ji turi išlaikyti nuolatinę įtampą per dešimtmečius veiklos. Praktiški testai taip pat atskleidė kažką įdomaus – kai gamintojai perejo prie šių stabilų mišinių, nuo vibracijų atsiradusi gedimų dažnis smarkiai sumažėjo, sumažėdamas nuo maždaug 12 % iki vos 4,7 % įvairių tipų sunkiose įrenginiuose.

Atsakingi klijai: ekologiški sprendimai tvirtinimo detalių gamyboje

Iš pramoninio kanapių gaunami klijai parodo tikrą potencialą kaip biologinės alternatyvos tradicinėms naftos produkams. Jie išlaiko pakankamą tempimo stiprumą lyginant su dabartiniais rinkoje esančiais produktais, be to, pagal 2023 metų Aplinkos ūkio gamybos ataskaitą, kurią nuolat cituojame, jie sumažina anglies emisijas maždaug 62%. Didieji automobilių gamintojai jau pradėjo naudoti šiuos ekologiškus klijus gamybos linijose, o maždaug trys iš keturių salonų plokščių dabar yra suklijuotos naudojant šią atsinaujinančiąją medžiagą. Artimiausioje ateityje mažo letokšlumo klijų rinka atrodo esanti stabiliai auganti. Ekspertų prognozėmis, sudėtinis metinis augimo tempas iki 2028 metų bus maždaug 9,8%, daugiausiai dėl vis griežtėjančių ekologinių reglamentų ir dėl to, kad vis daugiau įmonių siekia įvykdyti savo žalumos įsipareigojimus. Kai kurie specialistai net mano, kad ši tendencija gali pagreitėti greičiau nei tikimasi, nes vis daugiau vartotojų reikalauja ekologiškesnių gamybos metodų.

DAK

Kam naudojamos laidų klijavimo mašinos?

Laidų klijavimo mašinos naudojamos tvirtinimo detalių gamyboje, kad automatiškai būtų padengti klijai, padidinant klijavimo procesų tikslumą.

Kaip laidų klijavimo mašinos pagerina klijų pateikimą?

Jos užtikrina nuolatinį ir tikslų klijų pateikimą dėl sudėtingų dozavimo sistemų, temperatūros valdymo ir programuojamų dozavimo funkcijų.

Kodėl pažengę klijai yra geriau nei tradiciniai mechaniniai tvirtinimo elementai?

Pažengę klijai sumažina svorį, suteikia geresnį apkrovos pasiskirstymą ir leidžia glotniai klijuoti skirtingus medžiagas, pagerindami našumą įvairiose srityse.

Kaip laidų klijavimo mašinos paveikė elektromobilių gamybą?

Laidų klijavimo mašinos tapo būtinomis elektromobilių gamyboje, užtikrindamos tikslų klijų pateikimą baterijų padams ir lengvosioms detalėms, kartu palaikant inovacijas ir našumo reikalavimus.