01/08/2023 - Oliver Hagenlocher - Press

ELC 6 di EMAG LaserTec: Perfezionamento del processo di saldatura dell’albero rotore

Le vendite di auto elettriche sono in aumento in tutto il mondo e ad un ritmo elevato. L'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE) stima che quest'anno saranno venduti 14 milioni di veicoli elettrici, il che corrisponde a un aumento delle vendite del 35% rispetto all'anno precedente. Ciò significa che più di un quinto del mercato automobilistico totale è occupato dai veicoli elettrici. Di conseguenza, la produzione di componenti fondamentali del motore elettrico, come l'albero rotore, è al centro dell'attenzione. I pianificatori della produzione sono alla costante ricerca di soluzioni innovative e migliorative "da un'unica fonte", che consentano di lavorare il componente in modo particolarmente efficiente ed affidabile con qualità elevata. EMAG LaserTec è attualmente un esempio di tecnologia all’avanguardia sul mercato per questo settore con la sua ELC 6 per saldatura laser. In questa macchina i processi di giunzione, preriscaldo e saldatura sono combinati in modo compatto per andare a realizzare un albero rotore, mediante sistema a tavola rotante, che garantisce tempi ciclo ottimali.

I visitatori della fiera EMO di Hannover, che si terrà dal 18 al 23 settembre, potranno scoprire esattamente come si presenta questo sistema di produzione e quali possibilità offre, presso lo stand del Gruppo EMAG nel padiglione 17, C 34.

Immagini

Caricamento della macchina per la pulizia laser LC 4. La pulizia laser dei componenti garantisce condizioni perfette per la saldatura.

Durante il processo di saldatura, il pezzo in lavorazione posizionato verticalmente ruota. L'energia del raggio laser, dosata con precisione, consente un'elevata velocità di saldatura.

Un caricatore a portale preleva i singoli componenti dal sistema di automazione e li deposita sulla tavola rotante della ELC 6.

La ELC 6 è stata appositamente sviluppata per la lavorazione altamente produttiva di alberi rotore.

Gli alberi rotore costruiti consentono agli sviluppatori una grande libertà di progettazione.

I miglioramenti nel settore dell’e-mobility riguardano anche gli sviluppi legati al design dei componenti, che consentono una riduzione del peso dei particolari e riducono il costo dei materiali. Soprattutto quando si tratta di componenti chiave del motore elettrico, come l’albero rotore, che deve sopportare carichi elevati considerate le possibili velocità fino a 20.000 giri/min.

Rispetto a un albero di un motore a combustione questo valore è molte volte superiore! Pertanto, la produzione di alberi rotore saldati deve essere particolarmente precisa e libera da errori di progettazione, per garantire le massime performance dal motore, senza rischiare di danneggiarlo. Inoltre, il processo deve portare ad ottenere un componente altamente stabile.

In questo contesto, come si può definire una produzione efficiente in grado di produrre quantitativi sempre in aumento, con un processo sicuro e competitivo sul mercato? Una risposta a questa domanda porta direttamente alla tecnologia innovativa di EMAG LaserTec, perché l'azienda con sede a Heubach, vicino ad Aalen, può già vantare una notevole storia di successi nel campo della saldatura laser, indispensabile per "costruire" le due parti dell’albero rotore. Tutte le principali case automobilistiche utilizzano i sistemi associati con la sigla "ELC" (EMAG Laser Cell) in diverse aree di applicazione. La chiave del successo è un alto livello di competenza come fornitore di sistemi: EMAG LaserTec conosce l'intera sequenza di produzione dei rispettivi componenti e su questa base sviluppa l'intera catena di processo. Dal punto di vista del cliente, la pianificazione di nuovi impianti di produzione o l'ampliamento di quelli esistenti viene quindi notevolmente semplificata. Inoltre, l'intero processo si basa sulla struttura modulare delle macchine EMAG, che comprende un gran numero di componenti collaudati. Per questo motivo questi impianti e i loro processi sono eccezionalmente stabili ed efficienti in ogni dettaglio.

Velocità di esecuzione dei processi

È proprio questa qualità che gli specialisti del laser della Germania meridionale stanno portando da tempo nella produzione di alberi rotore assemblati. La macchina ELC 6 racchiude tutti i requisiti richiesti dall’elettromobilità in un’unica macchina, per assemblare le due parti dell’albero rotore. I vari processi di movimentazione, preriscaldo, giunzione e saldatura, che avvengono in rapida successione e perfettamente temporizzati dalla tavola rotante presente nella macchina. L'energia concentrata e dosata con precisione del raggio laser consente un'elevata velocità di saldatura con distorsioni minime sul componente saldato. Un'occhiata ai dettagli rivela le prestazioni della macchina, che è stata sviluppata appositamente per i componenti powetrain con saldature circolari:

Prima di caricare i singoli componenti nella ELC 6, questi vengono puliti mediante laser. A questo scopo, EMAG LaserTec offre la macchina per la pulizia laser LC 4, che può essere interconnessa in modo ottimale con l'ELC 6, garantendo così una perfetta integrazione della linea.
Nella fase successiva della ELC 6 (preriscaldo e giunzione), la tecnologia a induzione assicura innanzitutto una temperatura di lavorazione ideale sul componente, prima che le due parti vengano unite.
Prima della saldatura, viene controllata la posizione del cordone di saldatura e riadattata quella del componente. Il profilo viene scansionato con precisione e i dati vengono comunicati all'ottica di saldatura e agli assi CN.
Durante il successivo processo di saldatura, il pezzo in lavorazione, posizionato verticalmente, ruota, mentre l'ottica laser viene spostata solo radialmente verso il pezzo. Il processo di saldatura, con il raggio laser direzionato, avviene quindi dal lato, in corrispondenza della saldatura cilindrica. Un pirometro controlla la temperatura del processo.
Dopo la saldatura, il componente viene trasportato fuori dalla macchina, mediante rotazione della tavola e scaricato da un robot.

Nello specifico, questa soluzione di produzione è estremamente veloce, grazie al carico e scarico in parallelo, durante il processo di saldatura. Anche i singoli sottoprocessi sono perfettamente sincronizzati. Il principio dell’ottica fissa/pezzo in movimento garantisce un elevato livello di affidabilità operativa, a cui EMAG LaserTec aggiunge un design molto flessibile, in grado di adattarsi alle differenti richieste in termini di tecnologia, produzione e automazione, consentendo di lavorare componenti fino a un'altezza massima di 300 mm.

L’intero processo da un unico fornitore

EMAG dispone di un portafoglio tecnologico completo in questo campo di applicazione, in quanto i costruttori di macchine hanno già sviluppato diverse soluzioni per la successiva giunzione dell'albero del rotore e di componenti annessi. Lo stesso principio vale per la tornitura, per la dentatura e la rettifica delle singole parti che compongono l’albero rotore prima della saldatura. Anche per la tecnologia di automazione EMAG si adatta alle idee del cliente e può offrire soluzioni tecnologiche competitive e adattabili alle varie tecnologie offerte. Ad esempio, tramite portali, celle robotizzate, nastri di accumulo o il sistema TrackMotion di EMAG. In ogni caso, l’intero sistema di produzione beneficia della modularità delle macchine utilizzate e delle loro interfacce ottimizzate. Il risultato finale è una soluzione completa e chiavi in mano per il cliente. EMAG, infatti, può essere per il proprio cliente l’unico interlocutore, in grado di fornire il supporto necessario nella fase di progettazione, di messa in servizio e di assistenza post-vendita. La competenza tecnologica e l'esperienza di EMAG garantiscono quindi la fornitura di una catena di processo veloce, efficiente e adattabile alle differenti richieste di produzione.