Nagel Technologies е немска компания, специализирана в разработката на решения за хонинговане и суперфинишна обработка. Със седалище в Нюртинген, фирмата разполага със седем международни дъщерни филиала, които произвеждат машини и компоненти за автомобилната индустрия и нейните доставчици. За да се справи с едно от големите предизвикателства в сектора, засягащо въпроса как да се произвеждат спирачни системи, които минимизират триенето и отговарят на новите изисквания на стандарта Евро 7 за намаляване на фините прахови частици, Nagel си партнира с глобалния високотехнологичен лидер в областта на лазерната техника Trumpf.

В търсене на решение на поредното предизвикателство в сектора, от нюртингенската компания установяват, че свръхтвърдото покритие на автомобилните спирачни дискове крие голям потенциал, а високоскоростното лазерно наваряване е подходящият производствен метод за целта. В последствие обаче става ясно, че ефективността от нанасянето на праховото покритие е твърде ниска и има прекомерна загуба на метален прах, което прави процеса нерентабилен. С цел да го оптимизира, в сътрудничество с експертите от Trumpf, Nagel прилага интелигентна двупосочна технология за оформяне на лазерния лъч.

Предизвикателството: Пълно съответствие със стандарта Евро 7

„Новият стандарт Евро 7 поставя строги изисквания за драстично намаляване на фините прахови частици не само от отработените газове на автомобилите с ДВГ, но вече и от триенето на гумите и спирачките. Всички производители, които възнамеряват да продават превозни средства в границите на Европейския съюз и след 2026 г., се нуждаят от бързо и ефективно решение по отношение и на двата източника на емисии“, разказаха пред ДигиталнаИндустрия.bg от Трумпф България.

Д-р Клаус-Улрих Лот, управляващ директор на Nagel Technologies, разяснява подхода на компанията и как трябва да изглежда решението: „Първо, следва да има пълно съответствие със стандарта, т.е. да няма почти никакво триене. Това е категорично. Второ, да е икономически изгодно. Спирачките са масов продукт, така че цената на брой е много важна. И трето,  решението трябва да се интегрира възможно най-гладко в съществуващия производствен процес. Затова взехме решение да разработим машина, която нанася изключително твърдо покритие върху спирачните дискове“.

Решението: Високоскоростно лазерно наваряване

Три алтернативни технологии за нанасяне на покрития бързо отпадат от уравнението, а именно:

• Електрохимичното покритие, тъй като твърде много замърсява околната среда;
• Термичното пръскане, понеже е прекалено бавно за индустриално приложение;
• Студеното разпръскване – то е прекалено скъпо.

Затова д-р Лот залага на високоскоростното лазерно наваряване на метал (Highspeed Laser Metal Deposition – HS-LMD) – чиста технология и кратко време за обработка. „При нея метален прах се подава чрез дюзи към повърхността на детайла, докато лазерен лъч го разтопява и създава устойчиво покритие. В конкретния случай автомобилен чугунен спирачен диск се върти под лазерна глава, оборудвана със седем дюзи за подаване на метален прах. Високоскоростната лазерна камера NaCoat нанася два слоя – базов и функционален. Базовият слой е от неръждаема стомана с дебелина 0.1 mm и действа като свързващ грунд. Функционалният, от своя страна, е с дебелина 0.2 mm и съдържа ултра твърди карбидни частици, които осигуряват износоустойчивост“, поясниха от Трумпф.

„Чугунът е труден за финишна обработка материал, тъй като покритието трудно прилепва. Поради тази причина се изразходва значително количество прах, което оскъпява процеса“, продължава коментара си г-н Лот. „Прахът съставлява между 60 и 70% от производствените разходи при изработката на спирачните дискове. Именно затова нашата машина трябва да постига висока ефективност на прилагания материал, т.е. да усвоява максимално голяма част от подавания прах“, уточнява още той.

Реализацията: Оформяне на лазерен лъч за по-висока ефективност на праха

Работейки в тясно сътрудничество с Nagel, инженерният екип на Trumpf интегрира интелигентен двупосочен способ за оформяне на лазерния лъч, с който компанията успява да постигне максимална ефективност при полагането на металния прах. Ключова роля в него играе технологията BrightLine Weld, при която лазерната мощност се разделя на централна и периферна зона, всяка със свое индивидуално управление. „Реално решението наподобява душ с вътрешна и външна струя, който позволява прецизен контрол върху разпределението на енергията и топлината. Предимствата са две: от една страна, спирачният диск се подлага на минимално термично изкривяване, а от друга – слоят на покритието е по-тънък, което означава по-малко потребление на прах“, посочиха от Трумпф.

Втората решаваща иновация е бифокалната технология на Trumpf. „Част от лазерния лъч леко загрява чугунената отливка непосредствено преди нанасяне на прахообразния материал. Това предварително затопляне позволява на частиците да се прилепват мигновено и сигурно, вместо да отскачат и да се губят като отпадък. Благодарение на тази прецизна координация между лазера и подаването на метален прах, машината успява да използва до 94% от вложения материал. В резултат Nagel вече разполага с рентабилен метод за производство на спирачни дискове с минимално износване, напълно съвместим със строгите изисквания на стандарта Евро 7“, допълниха още българските специалисти.

Повече информация за Трумпф България ЕООД, марките, продуктите и услугите, които предлага у нас, реализации и актуални промоционални кампании, бихте могли да намерите в микросайта на фирмата в Борса.bg! Разберете още кои са активните постоянни и стажантски позиции на компанията, както и подробности за технологичните възможности и бъдещите ѝ планове за развитие от ТУК!

Източник на снимковия материал: Трумпф България, Trumpf