Pole magnetyczne wykorzystywane do cięcia stali

Pole magnetyczne wykorzystywane do cięcia stali

Gdy zdarza się wypadek samochodowy, nadwozie auta musi zapewnić odpowiedni poziom bezpieczeństwa pasażerów. Z tego powodu do budowy karoserii stosuje się blachy stalowe, które są wystarczająco wytrzymałe. Jednak ta zaleta staje się ich wadą jeśli chodzi o obróbkę podczas produkcji. Konwencjonalne narzędzia skrawające szybko się zużywają, a w dodatku pozostawiają niepożądany materiał na krawędziach otworów, co wymaga zastosowania obróbki wykańczającej. Alternatywą mogłoby być cięcie blach laserem, ale to proces bardzo energo- i czasochłonny, a zatem zbyt drogi.

Przy współpracy z wieloma partnerami, w tym Volkswagenem, naukowcy z Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology w Chemnitz, opracowali inną metodę wykonywania otworów w blachach stalowych. Dr Verena Kräusel, kierowniczka badań, wyjaśnia: “Nowa metoda oparta jest na technologii impulsów elektromagnetycznych (EMPT – ElectroMagnetic Pulse Technology), którą dotąd wykorzystywano głównie do kształtowania rurek aluminiowych. Zmodyfikowaliśmy ją tak, aby nadawała się do cięcia nawet najtwardszej stali.”

O ile wykonanie otworu przy użyciu lasera zajmuje około 1.4s, to w technologii EMPT taki sam otwór wymaga tylko 0.2s. Poza tym w przypadku nowej metody nie ma konieczności wykańczania otworów ani wymiany zużytych narzędzi.

Generatory pulsów zawierają cewkę, baterię kondensatorów, układ ładowania i przełączniki wysokoprądowe. Gdy przełącznik zostaje załączony, kondensatory rozładowują się przez cewkę w przeciągu milisekund, wytwarzając impuls o dużym natężeniu. Cewka przekształca energię zgromadzoną w kondensatorach na energię pola magnetycznego, które uderza w blachę. Musi być ono na tyle silne, żeby wybić w stali otwór. „Ciśnienie wywierane na materiał wynosi około 3500 bar – to tak, jakby na paznokciu postawić 3 nieduże samochody” mówi Kräusel. Naukowcy opracowują teraz cewki umożliwiające wykonywanie otworów o różnej geometrii.

(bj)