Gigacasting: výrobní technologie, při které jeden jediný masivní hliníkový odlitek nahrazuje sto nebo více jednotlivých dílů. To šetří nejen čas – místo 45 minut montáž trvá pouze 90 až 120 sekund – ale také náklady, materiál a hmotnost. Automobilový průmysl tuto technologii masivně využívá k snadnější a ekonomičtější výrobě konstrukčních celků vozidel, zejména u elektromobilů, kde se počítá každý kilogram. Dodatečná úprava je však složitá: je nutné odstranit přesahy, odstranit otřepy, očistit povrchy a to vše musí být provedeno ve velkém objemu, spolehlivě a rychle. A právě zde přichází na řadu laser se čtyřmi specializovanými řešeními.
4 řešení pro dodatečnou úpravu v přehledu
Degating – odstranění přesahů:
Když tlakově odlitý díl vyjede z formy a kalicí nádrže, z jeho vnějších kontur stále vyčnívá 10 až 30 bizarních struktur: tenké nohy s připevněnými patkami nebo ploché keksy, v odborném žargonu obvykle nazývané jednoduše „gates“. Při tom se jedná o ztuhlý hliník v přívodních kanálech k odlévací formě o tloušťce dva až šest milimetrů. Prvním krokem dodatečné úpravy je odstranění těchto hrubých zbytků.
Laserové řešení: Světlo z vysoce výkonných laserů s výkonem šesti nebo více kilowattůodřezává přesahy. Díky výkonu mnoha kilowattů je řez vysoce přesný, ale zároveň tak rychlý, že do hliníkového dílu proniká jen minimální teplo a ten se nedeformuje. Ve výrobní lince se to provádí buď šestiosými roboty s optikou pro vzdálené řezání, nebo s řeznou hlavou v laserové buňce s rotačním výměníkem.
Deburring & hole-making – odhrotování a řezání otvorů:
Bez ohledu na to, jak vysoká je uzavírací síla odlévacího stroje, vstřikovaný tekutý hliník stále proniká do nejjemnějších štěrbin, kde na sebe navazují poloviny odlévací formy. Vznikají tak papírově tenké, ostrohranné otřepy, takzvané burrs, které mohou mít celkovou délku osm metrů. Kromě toho díly potřebují ještě desítky otvorů a vybrání pro pozdější montáž.
Laserové řešení: Lasery ve výrobní buňce nebo roboticky vedené prostřednictvím skeneru objíždějí kontury a odstraňují vše nadbytečné. Při této jemné práci je pro optimální poměr mezi rychlostí zpracování a kvalitou důležitější vysoká brilance paprsku než čistý výkon laseru. Laserové paprsky s brilancí dvou BPP (Beam Parameter Product) odstraňují otřepy a řežou montážní otvory s milimetrovou přesností.
Značení (zpětná sledovatelnost, Data Matrix kód):
Vzhledem k tomu, že při gigacastingu někdy jeden velký díl nahrazuje stovky malých, je také poměrně snadné dosáhnout zpětné sledovatelnosti jedna k jedné. Smart factory potřebují jediný Data Matrix kód k propojení jednotlivých dílů s databází obsahující všechny důležité parametry procesu odlévání (tlak ve vakuu, rychlost tečení, dosažená uzavírací síla atd.).
Laserové řešení: Značící stanicelze integrovat do různých míst procesního řetězce. Pulzní laserový paprsek vedený skenerem vytváří na hliníkovém povrchu kontrastní značení. Je čitelný kamerou a může poskytovat informace o zpracování robotům a strojům v dalším procesním řetězci.
Opracování povrchu:
Hliníkové odlitky vykazují na svém povrchu různé druhy znečištění: zbytky dělicího prostředku z odlévací formy (oleje a tekutiny), ale i odlévací prášek nebo dým. Kromě toho se na hliníku rychle tvoří vrstva oxidů. To vše ovlivňuje montážní kroky v následném procesním řetězci, jako je svařování, lepení a utěsňování.
Laserové řešení: Lasery s krátkým pulzem vedené skenerem cíleně čistí příslušná spojovací místa: Oxid a nečistoty se odpařují a jsou odsávány. Ale nejenom to: Laserové pulzy, vybavené správnými parametry, homogenizují krystalickou strukturu povrchu na mikroúrovni pro následné utěsnění – už žádné takzvané podkorodování, spojování se stává snazším a kvalita je vyšší. Pro přípravu lepení laser rovněž poskytuje lehké strukturování. Tento malý trik zvyšuje specifický povrch a nesmírně zlepšuje tzv. smáčivost a lepicí sílu.
