Harderwijk
11 okt. 2013
3 minuten
In elke auto worden per stoel twee tracks geplaatst, die bestaan uit een boven- en onder deel. Bij een gemiddelde auto levert dit dus acht delen op die gelast moeten worden. Als je nagaat dat de Europese automobielindustrie nog altijd goed is voor het produceren van meer dan 10 miljoen auto’s per jaar, dan zijn de volumes van geleiders zeer interessant.
AWL heeft de laatste maanden een behoorlijk aantal projecten in opdracht gekregen waarin deze producten op een innovatieve manier gelast worden. Vanwege de grote aantallen wordt hiervoor gebruik gemaakt van laserlassen, een techniek die veel sneller is dan conventionele lasmethoden. Sinds 2003 is AWL al bezig met de toepassing van laserlassen.
Inmiddels heeft zij vooral in de segmenten autostoelen en carrosseriedelen een leidende positie opgebouwd. Toch is die kennis anders dan de kennis die nodig is voor het laserlassen van geleiders. Het laserlassen van geleiders heeft specifieke kenmerken die het uitdagend maken om de kwaliteit van het gelaste eindproduct te kunnen waarborgen. AWL heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar de karakteristieken van de geleider, de benodigde laskwaliteit en andere bijzonderheden. Door het onderzoek en diverse testen heeft AWL valide aangetoond een succesvolle laserlasverbinding te kunnen maken in de geleiders.
Geleiders vormen de verbinding tussen de autostoel en de bodemplaat en zorgen ervoor dat de stoel naar voren en achteren kan worden geschoven. Op deze manier kan de bestuurder de ideale zitpositie instellen. Bij een crash is het van vitaal belang dat de geleiders crashbestendig zijn om zo de veiligheid van de inzittenden te garanderen. De geleider moet dan ook een hoge belasting kunnen weerstaan. Hiervoor worden meestal grotere plaatdikten gebruikt dan in het ontwerp van zittingen en leuningen gebruikelijk zijn. Deze plaatdikte leidt er toe dat er bij het laserlassen andere lasnaadvormen nodig zijn dan voor het laserlassen met dunnere plaat, zonder dat de warmte-inbreng de rechtheid van het materiaal nadelig beïnvloedt.
T-naad en flensnaad
Voor het laserlassen van geleiders worden vooral de T-naad en de flensnaad gebruikt. Dit in tegenstelling tot zowel de zittingen als de leuningen, waarin meestal de overlapnaad gebruikt wordt. Bij de overlapnaad is de verbinding tussen de platen relatief smal. Bij een dunne plaat is dit geen probleem, de breedte van de las is in verhouding tot de dikte van de plaat voldoende. Bij een dikkere plaat is een bredere verbinding tussen de lasdelen nodig. Dit kan worden bereikt door het gebruik van de T-naad en de flensnaad. De lasverbinding is zo sterker dan de delen, het materiaal wordt optimaal gebruikt. Een bijkomend voordeel van de T-naad is dat er voor deze naadvorm geen flens nodig is, dit in tegenstelling tot de overlapnaad. Hierdoor wordt materiaal bespaard en het gewicht van het deel geminimaliseerd.
Bij het lassen van de T-naad en de flensnaad moet de positie waarop de las wordt gelegd zeer nauwgezet plaatsvinden. Dit bepaalt de laskwaliteit. Bij een overlapnaad is er meer marge, ook als de naad niet precies op de juiste positie ligt zal dit geen invloed hebben op de sterkte van de lasnaad. Het lassen van T-naden en flensnaden stelt dus veel hogere eisen aan de nauwkeurigheid van de lasmachine.
Gerobotiseerd
In een uitgebreid onderzoek heeft AWL aangetoond dat het mogelijk is de benodigde toleranties te bereiken en goede lasresultaten te behalen met behulp van gerobotiseerd laserlassen. Men dient echter wel rekening te houden met de hoge eisen aan de nauwkeurigheid van de positionering van de lasnaad. Deze nauwkeurigheid wordt bereikt door de complete keten van positiebepalende delen kritisch te onderzoeken. Deze keten bestaat natuurlijk uit de robot met het optiek, maar ook uit de mal, de draaitafel waarop de mal gemonteerd is en de nauwkeurigheid van de te lassen delen zelf. Uit diverse testen kwam naar voren dat bij een T-naad de toegestane tolerantie op de robotbeweging uiterst beperkt is. Wel werd duidelijk dat deze tolerantie te halen is en dat er zeer goede reproduceerbare lasresultaten te bereiken zijn.
Korte brandpuntafstand
AWL heeft inmiddels haar bevindingen verwerkt in een aantal technische maatregelen. De mal moet zo geconstrueerd worden, dat de te lassen delen exact worden opgenomen. Ook de robot dient bijzonder nauwkeurig geprogrammeerd te worden, waarbij een, op het optiek gemonteerde, camera de robotprogrammeur assisteert. Daarnaast dient men een optiek te gebruiken met een korte brandpuntsafstand om de robotnauwkeurigheid optimaal in te zetten. Dit alles leidt tot een goede, reproduceerbare laskwaliteit en de productie van lasergelaste geleiders van hoge kwaliteit.