Výzvy

Automobilový priemysel stojí pred technologickou revolúciou, pričom platí: Čím menej komponentov vozidlo potrebuje, tým efektívnejšie sa dá vyrobiť. „Väčšie komponenty dokážeme vyrábať efektívnejšie a skrátiť tak trvanie montáže“, vysvetľuje Miguel Angel Ferrandez, riaditeľ výskumu a vývoja BIW. „Okrem toho je možné znížiť hmotnosť vozidla a zvýšiť bezpečnosť.“ Firma Gestamp je priekopníkom vďaka produktom série Ges-Gigastamping® Ide tu o veľkoformátové konštrukčné komponenty, ktoré vznikajú tvárnením za tepla z vysoko pevných ocelí. Ich bezpečné zváranie pomocou lasera v priemyselnom procese, ale bolo veľkou výzvou, vraví p. Ferrandez: „Lisovaním kalené ocele sú opatrené hliníkovo kremíkovou povrchovou vrstvou (AlSi), ktorá chráni komponenty pred koróziou. Pri konvenčnom bodovom zváraní to nehrá žiadnu rolu. Na zváraní laserom sme si ale spočiatku vylámali zuby.“ Kľúčovým bodom bolo, že dva rôzne materiály nebolo možné spojiť homogénnym zvarovým spojom. Namiesto toho sa tvoria intermetalické fázy a alfa-ferit, mikroštrukturálne zložky, ktoré negatívne ovplyvňujú kvalitu zvaru a výsledné štrukturálne mechanické vlastnosti obrobkov, vraví Nicolai Speker, vedúci vývoja aplikácií vo firme TRUMPF.

Riešenia

Na základe inovácie zvárania laserom G-Weld, ktorú vyvinula firma Gestamp, sa pustila firma TRUMPF do práce. Technológia G-Weld® bola vyvinutá firmou Gestamp ako náhrada tradičného bodového zvárania pre prístrihy patch a overlap. Zvarový spoj v tvare G umožňuje až päťnásobne rýchlejšie zváranie a výrazne zlepšuje efektivitu a kvalitu výroby. „Táto úspora času by sa však rýchlo stratila, ak by sme museli pred zváraním laserom v predošlom kroku odstrániť hliníkovo-kremíkovú povrchovú vrstvu,“ vysvetľuje pán Ferrandez. Riešenie: Tvarovanie lúča – v prípade firmy Gestamp pomocou doplnku Multifokus. Pritom sa laserový lúč rozdelí na štyri samostatné lúče s približne rovnakou intenzitou. Všetky štyri čiastkové lúče disponujú stredovým a koaxiálnym lúčom. „Tým, že na tavninu nepôsobí len jeden lúč, ale hneď štyri, sa dosiahne homogénne premiešanie oboch materiálov.“ Zabráni sa tým tvorbe nežiaducich mikroštruktúr,“ vysvetľuje Marc Hummel, globálny manažér rozvoja podnikania pre aplikácie mobility vo firme TRUMPF. „Dodatočná energia stredového lúča tiež zabraňuje tvorbe prskancov.“ Výsledok: Pevný zvar, ktorý odoláva aj prísnym požiadavkám nárazových testov v automobilovom priemysle.

Realizácia

Počas fázy vývoja najprv pracovali špecialisti firmy TRUMPF s materiálmi, ktoré poskytla firma Gestamp. V ďalšom procese sa používali skutočné obrobky a nakoniec aj celé karosérie, ktoré boli vo firme Gestamp podrobené reálnym nárazovým testom. „Táto práca sa oplatila“, vraví pán Ferrandez a sumarizuje: „Nová stratégia zvárania ponúka hneď viacero výhod. Na jednej strane ušetríme náklady na výrobu a vybavenie – napríklad montážne roboty a zjednodušená montáž znižuje aj zložitosť finálnej výroby. Okrem toho vďaka vyšším rýchlostiam zvárania zvyšujeme našu produktivitu a to pri vylepšenej kvalite zvarového spoja.“ A je tu naviac ešte jedna dôležitá výhoda: Laser ponúka nie len lepšiu dostupnosť, vďaka jednostrannému zváraniu ponúka aj výhodu, ktorá sa označuje ako „polo viditeľný povrch“. Zo spodnej strany komponentu nie je vidno zvarový spoj a tak je možné ho hneď lakovať. Pred spustením nového procesu bola vo firme Gestamp zavedená fáza overovania. „Hneď, keď sa ukončí toto interné overovanie“, vraví pán Ferrandez, „zavedieme túto technológiu vo všetkých našich závodoch.“

Vyhliadka

„Neustále narastá potreba jednoduchších a konkurencieschopnejších výrobných procesov,“ vysvetľuje Miguel Angel Fernandez a dodáva: „Najmä produkty našej série Ges-Gigastamping® si vyžadujú presné, rýchle a bezproblémové spájanie – bez viditeľných miest spojov. Náš nový prístup k zváraniu otvára úplne nové možnosti a má potenciál zásadne zmeniť konštrukciu a výrobu komponentov.“ 

Stav: 10.03.2026