CO₂-laserit yhdistettynä UV-kiinteiden tilan laserien kanssa vievät sähköajoneuvon moottorihitsauksen uusiin korkeuksiin
Sähköajoneuvojen valmistajat ovat kasvavan paineena optimoida toiminnot, vähentää kustannuksia ja parantaa tuotteiden laatua . Nämä pyrkimykset ovat kriittisiä sähköajoneuvojen markkinaosuuden tarvittavan laajentumisen kannalta, etenkin suurten volyymien markkinoilla, jotka ovat erittäin herkkiä omistuskustannuksille (TCO) ja missä polttoainekäyttöiset ajoneuvot ovat edelleen vallitsevia .}}}}}}}}}}}}}}}}
Yksi tärkeimmistä mahdollisuuksista sähköajoneuvojen moottorin tuotannon optimoimiseksi on hiusneulan käämien hitsaus, prosessi, joka on kriittinen motorisen luotettavuuden ja suorituskyvyn kannalta . Perinteiset mekaanisen eristyksen strippauksen menetelmät eivät useinkaan johtaneet prosessien tehottomuuksiin, kuten pintavaurioihin, työkalujen kulumiseen ja tuotantoviiveisiin, jotka lisäävät kustannuksia ja vaikuttavat prosessien luotettavuuteen .}}}}}}}}}}}}}
Laser-strippaus ja puhdistus tarjoaa muuntavan vaihtoehdon, joka ylittää mekaanisen strippauksen rajoitukset saavuttaen erinomaiset tulokset alhaisemmalla kokonaiskustannuksella . Tässä artikkelissa kuvataan Coherentin innovatiivisen kaksivaiheisen prosessin, joka yhdistää CO2 Kustannustehokas tapa sähköajoneuvojen valmistajille saavuttaa korkealaatuisempia hiusneulahitsia .
Sähköajoneuvomoottorien käämiä valmistetaan tyypillisesti yhdestä kuparilangasta . Nämä kuparilangat taivutetaan "u" -muotoon (siis nimi "hiusviivan käämi") ja asetetaan sitten kokoonpanoon . Seuraavaksi, viereisen käämitysten päätä on hitsattu toisiinsa ja muodostuu yhdenmukaisen yhteyden {2}. Suunnittelut käyttävät jatkuvaa litteää lankaa, joka muodostuu aaltoilevaksi kuvioon (kutsutaan aalto käämitykseksi tai S-muotoiseksi käämitykseksi) ja asetetaan sitten staattorin paikkoihin ennen hitsausta .
Kaikissa sähkömoottoreissa on kääisteitä, joissa on eristys . hiusneulan käämitysmoottoreissa, eristyksen on oltava paksumpaa ja vahvempaa, jotta niiden kompakti muotoilu ja korkeajännitevaatimukset tyypillisesti vaaditaan sähköajoneuvoissa .
Ennen hitsausta pieni määrä eristystä on poistettava kunkin hiusneulan käämityksen molemmista päistä . Tämä on kriittistä korkealaatuisen sähköisen ja mekaanisen yhteyden varmistamiseksi .
Perinteisesti tämä tehtävä on suoritettu pääasiassa mekaanisilla menetelmillä, mutta on myös yksivaiheinen laserprosesseja, joissa käytetään infrapuna (1μm) pulssilasereita . mekaaniseen strippaukseen sisältyy leikkaustyökalun käyttäminen suoraan langan pintaan koskettamiseksi eristyksen kaapimiseksi ., kun taas nämä menetelmät ovat olleet vakiokäytäntöjä, kun he ovat olleet olemassa olevien merkittävien haasteiden pinta-alan tuotannon pinta-alan tuotantotapahtumaa. ajoneuvot .
Esimerkiksi mekaaniseen strippaukseen vaadittava fyysinen kosketus voi raaputtaa kuparikerroksen hiusneulin käämityksestä jättäen kuvioidun pinnan, joka voi aiheuttaa rakoja käämitysten ja komponenttien asennusongelmien välillä, vaarantaen lisäksi hitsauksen ., mekaaniset työkalut voivat kulua, mikä johtaa epäjohdonmukaisiin prosesseihin, taajuuksien, 1} -tapahtumaan, pahenee prosessin hidas nopeus, mikä vaikeuttaa suurten sähköajoneuvojen tuotannon suuren määrän tuotantotarpeiden tyydyttämistä .
Lasereita voidaan käyttää monenlaiseen materiaalin poistoon, mukaan lukien eristyksen strippaus . eristyksen strippaussovelluksissa, laserin strippaus tarjoaa seuraavat edut:
- Parempi hitsauslaatu: Varmistaa puhtaan pinnan optimaalisen hitsauksen laadun saavuttamiseksi samalla kun poistat eristyksen kokonaan vahingoittamatta kuparilankaa .
- Vähennä huoltoa ja laitteiden seisokkeja:Työkalujen kulumista ja koneen häirinnän mahdollisuutta poistetaan, mikä varmistaa keskeytymättömän tuotantoprosessin .
- Lisää tuotantotuotantoa:Jatkuva strippaus langan syöttäessä parantaa tuotannon tehokkuutta .
- Lisääntynyt johdonmukaisuus:Ilman kulumista tai kosketusta, laser koneistus on vakaa ja toistettava prosessi .
On selvää, että laserilla koneistus voi johtaa prosessiparannuksiin ., mutta todellinen kysymys on: "Mitä laseria on parasta käyttää?" Toisin sanoen monista mahdollisista laserlähteistä ja toteutuksista, joita voitaisiin käyttää tämän prosessin suorittamiseen, mikä tarjoaa parhaan tasapainon korkean laadun, suuren nopeuden ja edullisen kustannuksen suuren määrän EV-moottorin tuotantosovelluksille?
Laajassa teollisuuslaserien salkusta Coherent pystyi objektiivisesti tutkimaan tätä sovellusta käyttämällä erilaisia lasereita ilman yhtä tekniikkaa toiseen . etusijalle .
Itse asiassa sen sijaan, että löydettäisiin yksi laser, joka oli paras hiusneulan strippauseristykselle, Coherent kehitti kaksoislaserprosessin optimoitujen strippaustulosten saavuttamiseksi ., tämä lähestymistapa tarjoaa asiakkaille parhaan ennakkosoittopinnan laadun, joka on nykyään kustannustehokkaimmalla tavalla . ensisijainen motivaatio dual-Laser-prosessin tutkimiseksi. prosessi .
Yksivaiheinen laserin strippaus on kompromissi pinnoitteen absorption ja taustalla olevan kuparin imeytymisen . välillä kuitulaserin infrapuna-aallonpituutta lähellä 1μm: tä ei imeä helposti, mikä johtaa lämmöntuotantoon rajapinnassa, pinnoitushilmureessa ja ilmassa olevien hiukkasten . muodostumisen muodostuminen. Hiuksinen käämi ja voi tunkeutua järjestelmään, aiheuttaen usein seisokkeja puhdistamiseksi . Lisäksi kuidun laserin tunkeutuva infrapunapalkki ei pysty poistamaan polymeerijäännöstä kokonaan kuparin pinnan . se voi sulattaa kuparilankapinnasta ja paljastaa kuparipinnan eristämään Polymer -komponentteja, kuten hydrogeenin ja hiilen {{6 pinta, joka puolestaan vaikuttaa seuraavaan hitsauslaaduun .
Coherentin kaksisuuntainen hiusneulan käämitys Valmistus Kaksivaiheinen prosessi sisältää:
Keskikokoista CO2
Sitten pulssitettua pienitehoista nanosekunnin UV-kiinteän tilan laseria käytetään minkä tahansa läsnä olevan eristysjäännöksen poistamiseen . Tämä tarjoaa puhtaan pinnan hitsaukselle . Lyhyt aallonpituus UV-kiinteiden tilan laserien lyhyelle aallonpituudelle, joka on erityisen tehokas poistettaessa erilaisia materiaaleja, kuten polymerejä, muissa omistusmateriaaleissa ja kopioituneissa materiaaleissa ja kopioituneissa materiaaleissa, {6.
Massa -strippausprosessin ensimmäisessä vaiheessa Coherent's J -5-10.6 μM laser osoittautui ihanteelliseksi lähteeksi ., vaikka hiusneulan käämityseristyskerroksessa (mukaan lukien polyimidi, polyetherimidi, polyesterimidi, polyimidi), epiini ja erilaisia materiaaleja ja erilaisia aineita) erilaisia materiaaleja Absorboi laserin 10 . 6 μm Lähtöaallonpituus . Lisäksi kaikille näille materiaaleille absorptioaste 10,6 μm: llä on korkeampi kuin Coherentin muiden käytettävissä olevien CO2 -laser -aallonpituuksien, kuten 9,4 μm ja 10,2 μm.
Coherentin j -5-10.6 μm-laserilla on myös ihanteelliset käytännön ominaisuudet . Se on täysin suljettu, pulssitettu CO2-laser, jonka keskimääräinen teho on yli 400W, mikä tarkoittaa, että se voi suorittaa läpimurto-strippaustoimenpiteet . lisäksi, sen omavarainen ja kompaktipakkaus tekee siitä ihanteellisen automaattisen laitteen {7}.
Toisessa vaiheessa lopullinen puhdistusprosessi, Coherentin avia lx 355-30-60 Hän osoitti juuri oikean yhdistelmän lähtöparametrien ., se on taajuuksilla kulkeva, diodi-pumpattu, kiinteän tilan laser, joka tulostaa 30w keskimääräistä tehoa 355NM: n .}}}}}} -käyttöön ja vilja-arvon kanssa ja vilja-arvon. Energiat jopa 500 μj . Tämä antaa sen suorittaa korkean tarkkuuden ablaatiot tälle sovellukselle tarvittavilla nopeuksilla .
Avia lx 355-30-60 Hän on suunniteltu myös helppoa integraatiota . ja se integroi Coherentin PureUv ™ Active Laser Cleaning Engine -sovelluksen poikkeuksellisen pitkälle käyttöiän ja huoltovapauden toiminnalle .
Coherent Applications -laboratoriossa tutkittiin monia erilaisia prosesseja ennen kuin asettuivat yllä kuvattuun kaksivaiheiseen yhdistelmään . erilaisia lasereita tutkittiin erikseen ja yhdistelmänä, mukaan lukien CO2 Lähteet tunnistettiin, erityiset prosessiparametrit optimoitiin .
Osana testausta röntgenvalosektronispektroskopiaa (XPS) käytettiin pintakemian analysoimiseen epäpuhtauksien . karakterisoimiseksi ja kvantifioimiseksi . Koherentti havaitsi, että kaksivaiheinen laserin strippausprosessi (CO2
Kuvan 3 valokuvasarja vertaa erilaisia strippaustekniikoita, joissa käytetään CO2 Molemmat tapaukset, CO2 -laserin ja UV -laserin yhdistelmä antoi parhaat tulokset . Tämä vahvistettiin myös todellisilla hitsauskokeilla .
Tietysti tärkein metri on hitsauslaatu, joka on saatu eristyksen strippausprosessin ., kuvio 4 näyttää sarjan röntgenkuvia hiuskuulin käämityksistä hitsauksen jälkeen . Tämä osoittaa, että kaksivaiheinen (CO2-laser + UV-laser) -prosessi voi lopulta saavuttaa paremman laatuhitsauksen.}}}}}}} -string-string Prosessin. Minimoi hitsaushuokoisuuden poistamalla polymeeritähteet pinnalla ennen hitsausta . On hyvin tiedossa, että polymeeritähteet sisältävät vetyä, hiiltä ja muita orgaanisia elementtejä, jotka voivat päästä sulaan pooliin nesteessä ja muodostaa sitten huokoset hitsauksen {12} mekaanisiin ja sähköisiin ominaisuuksiin {{12
