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车体的轻量化革新是否预示今日的扣件与紧固技术将在未来被取代?


2018-11-09  |  分类 : 螺絲

(整理/惠达编辑部)
 
日经新闻报导,汽车产业现在将目光聚焦在异种材料的接合,这种关键技术可以实现「复数材料设计」,为汽车的车体带来前所未有的轻量化,但问题就在于不同种类金属的不同特性使得接合很困难。在「复数材料设计」领域中领先世界的欧洲汽车制造商在接合铝合金与钢材时,大都使用自沖孔铆钉(SPR,Self-Piercing Rivet)和流钻紧固件(FDS,Flow Drill Screw,在工件表面顶压紧固件的同时使紧固件高速旋转,在多层板料中自攻形成螺纹)。将铝合金板与钢板叠在一起,把铆钉打入铝合金板,再把外形像自攻紧固件且前端很尖锐的流钻紧固件旋入以完成接合。
 
日本汽车业者正在追赶欧洲的脚步,推动车体的复数材料化,但现在才导入SPR/FDS自动紧固技术,起步还是比欧洲来得晚。对此,神戸制钢所与发那科株式会社开发了一套超越SPR/FDS自动紧固技术的自动异种材料接合技术,称为「金属元件电弧点銲机械手(element arc spot welding robotic system)」,可以把拉伸强度超过590MPa的高张力钢板与铝合金接合在一起,甚至可以接合980MPa以上的超高张力钢板。高张力钢板只要拉伸张力越大,轻量化效果就越好。
 
反之,SPR/FDS自动紧固技术并无法接合高张力钢板与超高张力钢板,因为钢板的表面太硬,自沖孔铆钉和流钻紧固件都无法穿刺。
 
接合速度不够快的技术不但无法配合汽车的生产节奏,也会增加成本,所以无法使用在汽车的量产。但该机械手的接合速度很快,每一个接合点只需花不到2秒。此外,该机械手可以从单一侧面接合工件,由于不是採用双侧接合的方式,所以设计的自由度很高。
 
反之,自沖孔铆钉的接合方式是採双侧接合,一定要用强力C形夹具把铝合金板和超高张力钢板压紧后才能把自沖孔铆钉打进去,降低了设计自由度。因此汽车业者希望废止两侧接合的唿声越来越高。神戸制钢所已表示将在未来两三年内让该机械手实用化。
 
编按:车用扣件与汽车的轻量化科技发展紧密相连,未来SPR/FDS自动紧固技术是否会被取代仍待观察,但可确定的是,在轻量化科技探索未知领域的同时,车用扣件能否跟着演化以追赶最新的组装要求,将会是车用扣件厂商必须紧盯的部分。持续锁定惠达紧固件世界杂志官网,为您带来欧美亚各强车用扣件的最新情报!
 



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