Wie wird das Rührreibschweißen den Herausforderungen der E-Mobilität
gerecht?
In einer sich ständig verändernden Welt und aufgrund der ökologischen Herausforderungen wächst die E-Mobilität heute rasant und gestaltet die Zukunft der Automobilindustrie.
Angesichts immer strengerer Vorschriften und einer steigenden Nachfrage nach umweltfreundlichen Fahrzeugen muss die E-Mobilitätsbranche ständig neue Innovationen hervorbringen, um den Erwartungen der Verbraucher und den aktuellen Herausforderungen gerecht zu werden!
Produktivitätssteigerung, Gestaltung langlebiger Verbindungen, Anpassungsfähigkeit an Marktanforderungen… Im Zentrum dieser neuen industriellen Revolution wird das Rührreibschweißen (FSW) zu einer Schlüsseltechnologie.
Aber was ist E-Mobilität konkret? Was sind die Bedürfnisse dieses Sektors? Und welche Vorteile bietet FSW in diesem Bereich? In diesem Artikel erzählt Ihnen TRA-C industrie mehr über die Anwendungen des FSW für die nachhaltige Automobilindustrie…
Was ist der E-Mobilitätssektor?
E-Mobilität oder Elektromobilität bezieht sich auf die Nutzung von sogenannten „sauberen“ Fortbewegungsmitteln. Dazu gehören Elektro- oder Hybridfahrzeuge (Autos, Busse, Roller, Fahrräder) sowie die für ihren reibungslosen Betrieb erforderliche Infrastruktur.
Das Hauptziel dieser Branche ist es, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und nachhaltigere und umweltfreundlichere Verkehrsmittel zu fördern…
Die E-Mobilität hat somit das Antriebssystem moderner Fahrzeuge völlig neu gestaltet. Die Notwendigkeit, neue Komponenten wie wiederaufladbare Batterien und Elektromotoren zu integrieren, hat zu einer drastischen Veränderung des Fahrzeugdesigns geführt.
Um mit diesen Entwicklungen Schritt zu halten, mussten die Autohersteller ihre Produktionstechniken anpassen, um Fahrzeuge anbieten zu können, die gleichzeitig gut aussehen, sauber und vor allem zuverlässig sind!
Die Bedürfnisse der E-Mobilitätsindustrie
In Anbetracht der aktuellen Umweltprobleme gibt es heute viele Anforderungen an die E-Mobilität. Dazu gehören u.a:
- Die Integration neuer Komponenten: Hier geht es um Hochspannungsbatterien, Elektromotoren oder auch Ladestecker. Diese Elemente erfordern eine spezifische Integration, was wiederum besondere Anforderungen an das Design stellt;
- Überarbeitetes Design: Um die Leistung von Elektro- und Hybridfahrzeugen zu optimieren, müssen die Autohersteller die Anordnung der Bauteile, die Aerodynamik und dasWärmemanagement neu überdenken;
- Die Verwendung neuer Materialien: Vor allem die Batterien bestehen aus Aluminium, Kupfer und Graphit. Diese Materialien haben einzigartige Eigenschaften und erfordern daher angepasste Herstellungs- und Montagetechniken;
- Reduzierung der verwendeten Materialien: Um die Energieeffizienz von Fahrzeugen zu verbessern, muss das Gewicht von Bauteilen begrenzt werden, während gleichzeitig die Sicherheits- und Leistungsstandards aufrechterhalten warden müssen;
- Strenge Umweltstandards: Die Umweltvorschriften stellen immer höhere Anforderungen an Emissionen und Energieeffizienz. Um ihnen gerecht zu werden, muss die Industrie ständig innovativ sein;
- Ein Bedarf an qualifiziertem Personal: Forscher, Ingenieure, Elektrotechniker, Robotiker usw. Die Entwicklung, Herstellung und Montage umweltfreundlicherer Komponenten erfordert schließlich den Einsatz hochqualifizierter Arbeitskräfte.
Interessen des Rührreibschweißens im Bereich der E-Mobilität
Um sich den wachsenden Anforderungen des E-Mobilitätssektors anzupassen, erfordert die Herstellung von Elektro- und Hybridfahrzeugen modernste Technologien. Die Methode des Rührreibschweißens scheint eine geeignete Lösung zu sein.
Das FSW-Verfahren wird heute hauptsächlich in „sensiblen“ Branchen wie der Eisenbahn, der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und der Raumfahrt eingesetzt. Das FSW Verfahren ermöglicht die Herstellung von qualitativ hochwertigen Schweißnähten im festen Zustand, die in diesen Branchen benötigt werden.
Bei seinem Schweißverfahren hält der FSW mit einem rotierenden Werkzeug einen konstanten Druck auf die Teile aufrecht. Dabei wird das zu schweißende Teil erhitzt, wodurch es verformbar wird. Seine Eigenschaften bleiben ebenfalls erhalten, da kein Material hinzugefügt wird!
Fahrzeuge, die mit alternativen Energiequellen angetrieben werden, benötigen spezielle Materialien, die beim Bau von Batterien und anderen Schlüsselkomponenten der E-Mobilität verwendet werden (Aluminium, Kupfer).
FSW unterscheidet sich von anderen Schweißtechniken, weil es gerade diese leichten Materialien und Legierungen miteinander verbindet. Dieses Verfahren bietet somit als Vorteile:
- Nahezu keine Verformung
- Ein Mangel an Porosität
- Verbesserte mechanische Eigenschaften
Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Schweißtechnik ist das geringere Gewicht der Teile. FSW benötigt keine Zusatzwerkstoffe, was eine Gewichtseinsparung von bis zu 30 % ermöglicht. Dies ist vor allem bei der Verbindung von Aluminiumteilen von Bedeutung, da man bei dieser Legierung gerade nach Leichtigkeit strebt…
Mit dem Rührreibschweißen können auch Teile aus Leichtmetalllegierungen wie Aluminium geschweißt werden, was mit herkömmlicheren Methoden nicht möglich ist.
Über den technischen Aspekt hinaus ist FSW eine saubere und umweltfreundliche Schweißtechnologie und daher für den Bereich der E-Mobilität geeignet. Sein Verfahren ermöglicht im Gegensatz zu anderen Schweißtechniken:
- Energieeinsparungen von bis zu 20%, da keine externeWärmezufuhr erforderlich ist
- Keine UV-Strahlung, Gift- oder Rauchentwicklung
- Keine Materialspritzer, was den Mitarbeitern mehr Sicherheit bietet
- Eine begrenzte Abfallmenge, da es kein Schweißmetall gibt
Beispiele für die Nutzung des FSW im Bereich der E-Mobilität
Die versteiften Platten
Versteifte Platten sind Bauteile, die für Fahrzeugböden und die Struktur von Batteriekästen verwendet werden. Da es sich um mechanisch stark beanspruchte Teile handelt, müssen ihre Schweißnähte fest und dauerhaft sein.
Das FSW-Verfahren ermöglicht insbesondere das Zusammenfügen von großen Platten. Aluminiumprofile, die zwingend weniger als 400 mm lang sein müssen, können nun stumpfgeschweißt werden, um diese Einschränkung zu überwinden.
Das Rührreibschweißen macht die Platten auch leichter, da kein Material für die Schweißnaht hinzugefügt werden muss. Elektro- und Hybridfahrzeuge sind dann selbst leichter, was ihren Energieverbrauch senkt.
Der Verteidigungssektor zum Beispiel wählt dieses Verfahren für die Montage von Fahrzeugen. Namhafte Hersteller wie Nexter setzen diese Schweißtechnik nämlich ein, um die Zuverlässigkeit ihrer Verbindungen zu erhöhen und die Haltbarkeit ihrer Produkte zu steigern.
Wärmetauscher
Der Wärmetauscher wird aus Aluminiumprofilteilen hergestellt und spielt eine wichtige Rolle bei der Kühlung der elektronischen Komponenten von Hybrid- und Elektrofahrzeugen.
Es muss so zusammengefügt werden, dass es wasserdicht ist und eine hohe mechanische Festigkeit aufweist. Das Rührreibschweißen ist ein Verfahren, das bei Wasserdichtigkeitstests besonders gut abschneidet…
Aufgrund der hohen Qualität der Schweißnähte kann mit FSW das Verschrauben der Bauteile auf ein Minimum reduziert werden. Dieses Verfahren bringt dem Hersteller also eine Zeitersparnis bei der Produktion.
Die Batteriekästen
Batteriebehälter, die für die Unterbringung und den Schutz der Batterien von Elektrofahrzeugen unerlässlich sind, müssen eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Das FSW-Verfahren ermöglicht es gerade, diese Eigenschaft bei der Montage der Behälter beizubehalten. Dies ist möglich, weil die Schweißnähte von ausgezeichneter Qualität sind und die Teile nur minimal zusammengeschmolzen werden.
Das Rührreibschweißen schließlich ist ein Kaltschweißverfahren. Das bedeutet, dass die elektrischen Komponenten während des Prozesses nicht beschädigt werden…
Motorblöcke
Das Reibrührschweißen wird auch bei der Herstellung von Motorblöcken für Elektrofahrzeuge verwendet. Sie bestehen, wie die Batteriewannen, aus Aluminium und Stahl. Nur mit dem FSW-Verfahren können diese Legierungen heute effizient miteinander verbunden werden.
Eine weitere Besonderheit ist, dass FSW das Schweißen in allen Konfigurationen begünstigt. Es eignet sich daher gut für die Herstellung komplexer Bauteile, wie z. B. Motorblöcke. Diese haben oft spezielle Formen, um die verschiedenen Komponenten aufzunehmen.
Die Ladegeräte
Die Herstellung von Frontladern ist für Automobilhersteller von strategischer Bedeutung. Dank des Rührreibschweißverfahrens ist es möglich, jeden Parameter während des Schweißprozesses genau zu steuern.
So können die Bediener die Qualität der Baugruppen optimieren und gründlich überprüfen, was bei der Herstellung zuverlässiger und effizienter Magazine von entscheidender Bedeutung ist.
Wie sichert der FSW die Nachhaltigkeit von Produktionsketten?
Das Rührreibschweißen ermöglicht es heute, insbesondere im Bereich der E-Mobilität Produktionsketten dauerhaft zu sichern, und zwar durch:
- Schnelle und kostengünstige Produktion durch Optimierung der Montagevorgänge
- Die Schaffung qualitativ hochwertiger und dauerhafter Schweißnähte, was die Zuverlässigkeit der Baugruppen erhöht.
- Die Integration von Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI), die eine Überwachung der Produktion in Echtzeit ermöglichen.
Durch Investitionen in den FSW verfügen Unternehmen über eine sichere, effiziente Technologie, die sich an die neuen Anforderungen der Automobilbranche anpassen lässt. Außerdem können sie wirtschaftliche Krisenzeiten voraussehen und ihre Produktionsketten entsprechend anpassen.
TRA-C industrie, Experte für Rührreibschweißen in der E-Mobilität
Mit seinen hochwertigen Schweißnähten, seiner Flexibilität gegenüber neuen Materialien und der Optimierung der Kosteneffizienz bietet FSW eine Antwort auf die Herausforderungen der Wettbewerbsfähigkeit, Nachhaltigkeit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften in der Automobilindustrie.
Da es auch den Abfall begrenzt, zum geringen Gewicht der Bauteile beiträgt und keine giftigen Dämpfe, Strahlung oder Partikel freisetzt, ist das Rührreibschweißen eine umweltfreundliche Schweißtechnik, die für Automobilhersteller unerlässlich ist.
TRA-C industrie verfügt über 9 Produktionsstätten in Frankreich und eine Werkstatt in Kanada und ist europäischer Marktführer im Bereich des Rührreibschweißens für die Automobilindustrie. Wir sind außerdem Experten für die Entwicklung und Herstellung von vollständig robotergesteuerten Montagezellen.
Das Unternehmen stützt sich heute auf ein solides Know-how, um die Akteure der E-Mobilität bei der Integration des FSW in ihre Herstellungsprozesse für Elektro- und Hybridfahrzeuge zu unterstützen.
TRA-C industrie ist in der Lage, Ihre Unterbaugruppen in kleinen, mittleren und großen Serien herzustellen. Unsere Experten stehen Ihnen in jeder Phase Ihres Projekts zur Seite, von der Konzeption über die Herstellung von Motorblöcken, Wärmetauschern, Ladegeräten usw. bis hin zur Montage.
Sind Sie eine Fachkraft im Bereich E-Mobilität? Möchten Sie mehr über das FSW-Prinzip und seine Vorteile für Ihr Unternehmen erfahren? TRA-C industrie steht Ihnen zur Verfügung:
