औद्योगिक अनुप्रयोगों की बढ़ती संख्या में, लेसरों को अब धातुओं के लिए प्लास्टिक / मिश्रित सामग्री को सीधे वेल्डिंग के वैकल्पिक विकल्प के रूप में माना गया है। यह गैर-संपर्क मशीनिंग दृष्टिकोण उच्चतम प्रक्रिया लचीलापन प्रदान करता है सेक्स।
फिलहाल, मोटर वाहन उद्योग के चालकों में से एक है कि सीट संरचनाओं के लिए लागत, हानि या हानि या प्रदर्शन, गुणवत्ता और सुरक्षा को प्रभावित किए बिना लाइटर-वेट कार कैसे बनाया जाए, इसका मुख्य रूप से इस्तेमाल होता है हाल के वर्षों में पतले और मजबूत स्टील्स, संकर सामग्री संरचनाओं का व्यापक अध्ययन किया गया है और ये धातु-धातु संकर संरचनाओं और धातु / प्लास्टिक की मिश्रित संरचनाओं के निर्माण के लिए धातु-केवल हाइब्रिड संरचनाओं पर लागू होता है।
इन संकर सामग्री संरचनाओं के उपयोग में कई अलग-अलग चुनौतियां हैं, खासकर विभिन्न रासायनिक, मैकेनिकल और तापीय गुणों के साथ घटक सामग्री को बंधन कैसे करें। वर्तमान में प्लास्टिक और धातुओं की वेल्डिंग के लिए उपयोग की जाने वाली वर्तमान प्रौद्योगिकियां चिपचिपा चिपकने वाला बंधन, यांत्रिक वेल्डिंग, ओवर-मोल्डिंग, या इन प्रक्रियाओं के संयोजन में बड़ी संख्या में असेंबली कार्यवाही शामिल होती है और डिज़ाइन सीमाएं भी बनायी जाती हैं।
अतिरिक्त तरल / ठोस बाँधने की आवश्यकता के बिना, लेसरों को अब औद्योगिक अनुप्रयोगों की बढ़ती संख्या में धातुओं को सीधे प्लास्टिक की प्लास्टिक / मिश्रित सामग्री के लिए एक वैकल्पिक समाधान के रूप में माना जाता है इकट्ठे घटकों और पराबैंगनीकिरण यांत्रिक जोड़ों और जटिल और महंगी ढालना की तुलना में उच्च प्रक्रिया लचीलापन प्रदान करते हैं इस नई लेजर तकनीक की संभावनाओं का मूल्यांकन करने के लिए जर्मनी में फौरेसीआ ऑटोमोटिव सीटिंग और यूरोपीय समुदाय सह-वित्तपोषित परियोजना को पीएमजॉइन कहा जाता है
लेजर प्रक्रिया कदम
यह सीधा, गैर संपर्क लेजर का मतलब है की प्रक्रिया दो चरणों में शामिल हैं। सबसे पहले, सामयिक और विभक्ति सामग्री, सूक्ष्म क्षेत्र लेजर द्वारा स्कैन में धातु की सतह पर खांचे के साथ ही बना है। अवकाश विस्तृत कुछ माइक्रोन के लिए छोटे हो सकता है, एक पैटर्न है, जो एक शीर्ष होने में विशेषता है बनाने के लिए शीर्ष निरंतर तरंग है (CW) एकल मोड फाइबर लेज़रों: और समय की अधिकता गहराई 1 अंजीर का एक ही क्षेत्र पर एक लेजर स्कैन करके बदला जा सकता है दो अलग अलग नाली geometries से पता चलता छोटे अनियमित पार अनुभागीय मरम्मत नाली के विन्यास, जबकि नीचे एक nanosecond स्पंदित लेजर निर्माण शैली, का प्रयोग होता है जिसमें नियमित रूप से नाली आकार मरम्मत के शीर्ष पर एक बड़ी संरचना है।
निरंतर तरंग लेजर (मध्य पंक्ति स्थिति) और nanosecond स्पंदित लेजर (निचली पंक्ति) के साथ विवरण संरचित सतह (ऊपर) बनाने के लिए: अंजीर।
लेजर ऊर्जा संबंध इंटरफ़ेस के लिए प्लास्टिक माध्यम से फैलता है - विधि के दूसरे चरण में, संरचनात्मक प्लास्टिक और धातु superposed और पारदर्शी प्लास्टिक की लेजर तरंग दैर्ध्य के लिए पिघलने का तापमान पर गरम, लेजर बीम प्लास्टिक की ओर छोर से लागू किया जा सकता , ऊर्जा धीरे-धीरे गरम के लिए धातु के इंटरफेस पर अवशोषित कर लेता है, और एक प्लास्टिक कम तापीय चालकता सुनिश्चित करता है कि स्थानीय हॉट स्पॉट, प्लास्टिक पिघल।
प्लास्टिक के लिए जो कि ज्यादातर मोटर वाहन संरचनात्मक प्लास्टिक / कंपोजिट सहित लेजर तरंग दैर्ध्य के लिए अपारदर्शी हैं, मेटल की प्रवाहकीय हीटिंग द्वारा धातु की तरफ से धातु गरम किया जाना चाहिए.जब पर्याप्त गर्मी स्थानीय रूप से इंटरफ़ेस पर उत्पन्न होती है, प्लास्टिक पिघला देता है दोनों ही मामलों में, प्लास्टिक के तापमान को कम करने (छिद्रों के कारण) या जलने से बचने के लिए अच्छा तापमान नियंत्रण महत्वपूर्ण है।
हालांकि समाधान एक विद्युत प्रवाहकीय हीटिंग ऊर्जा उपयोगिता खेलने नहीं है, लेकिन यह स्थिर समाधान लिंकर बनाने के लिए के रूप में प्रभावी गर्मी संचरण है। इस प्रक्रिया में, एक निरंतर तरंग डायोड लेजर सीधे conductively धातु प्रवाहकीय हीटिंग और ट्रांसमिशन की ओर छोर से गरम किया जाता है हीटिंग प्रक्रिया, दबाव सुनिश्चित करना है कि गर्मी कुशलता से प्लास्टिक के लिए आयोजित किया जाता है लागू किया जाना चाहिए। एक बार जब प्लास्टिक पिघल तापमान तक पहुँच जाता है, दबाव, सूक्ष्म में प्रवाह होगा ठंडा, जो धातु संरचना में ही तय हो गई है पर, जिससे एक यांत्रिक गूंथ गठन ।
कार सीट डिजाइन अवधारणा
पीएमजॉइन परियोजना के भाग के रूप में, फोरेरिया ने अपनी बहुमुखी इस्पात सीट संरचना (चित्रा 2) के आधार पर एक वैचारिक सीट बैक संरचना तैयार की, जहां सीट के दो उच्च शक्ति वाले इस्पात पक्ष वाले पीएजीएफ 30 कम्पोजिट इसके बजाय, ऊपरी और निचले क्रॉस सदस्यों और बैकस्ट के घटता घटकों, साथ ही सीट कुशन और समायोजन रेल संरचना, अपरिवर्तित रहें।
पहले भाग में, सूक्ष्म संयुक्त यांत्रिक गुणों पर मापदंडों के प्रभाव। इस प्रयोजन के लिए प्रयोगात्मक डिजाइन का एक सेट विभिन्न सरल नाली पैटर्न होने के लिए एक परीक्षण टुकड़ा निर्माण करने के लिए, और फिर गोद कतरनी नमूना बाहर ले जाने के लिए व्यवस्था की है , और तन्य छील परीक्षण। मानकों का अध्ययन किया अभिविन्यास में शामिल हैं, दोहराने प्रकार लेजर (लेजर) ऑपरेटिंग आवृत्ति, संरचना के घनत्व (खांचे के बीच पिच), सामग्री की सतह के लिए नाली कोण रिश्तेदार, लोड दिशा के संबंध में नाली संरचना, और लेजर शक्ति। उदाहरण के लिए, एक साधारण नाली ज्यामिति ताकत कतरनी मूल्य दो बार सतह खुरदरापन (सैंडब्लास्टिंग) प्रक्रिया हासिल मूल्य से अधिक की 17N / mm2 कतरनी ताकत मूल्यों हासिल की है, और 4 बार अनुपचारित धातुओं की सतह मूल्य है।
जैसा कि ऊपर वर्णित में पाया गया कि विभिन्न (संरचित) लेजर का उपयोग विभिन्न नाली geometries प्राप्त कर सकते हैं। मरम्मत परत के आकार (और आकार) और सामग्री सतह अनियमितताओं पेश नाली आकार में मदद करता है प्लास्टिक संयुक्त में लंगर डाले।
अध्ययन के दूसरे चरण में, छोटे पैमाने पर परीक्षण अवधारणा के परिणामों सीट वापस संरचना करने के लिए स्थानांतरित कर रहा है। प्रत्येक वेल्ड की यांत्रिक लोड है, यानी घटकों और पक्ष के सदस्यों की संयुक्त ऊपरी और निचले मुस्कराते हुए के बीच वेल्ड, और इस्पात शयन योग्य विधानसभा और समग्र सदस्य के बीच वेल्डिंग एक इस्पात एक प्रतिनिधि परिमित तत्व (FE) विश्लेषण निर्धारित होता है। छोटे पैमाने पर प्रयोगों के परिणामों के आधार पर होने से एक पीछे की ओर फ्रेम है, प्रत्येक संयुक्त का भार एफई की गणना से निर्धारित होता है हस्तांतरण क्षेत्र सगाई के लिए आवश्यक।
पिछली परियोजना के समग्र पक्ष के सदस्यों के उपयोग के कारण, नई लेजर आधारित प्रौद्योगिकी के साथ पर्याप्त वेल्ड क्षेत्र को सुनिश्चित करने के लिए वेल्ड पॉइंटों पर एक मामूली रीडिज़ाइन की आवश्यकता थी। इसके अलावा, एक नई स्टील ब्रैकेट डिजाइन और निर्मित किया गया था मौजूदा सीलिंग असेंबली को समग्र पक्ष के सदस्यों के साथ एक उचित स्थिति और clamping स्थिरता के साथ जोड़ना।
परीक्षा परिणाम
एक छोटे पैमाने पर प्रयोग में निर्धारित का उपयोग मानकों सीट वापस संरचना, और अर्ध स्थिर सदमे आगे और पीछे के प्रभाव परीक्षण, और परीक्षण दोनों प्रकार के आने से पहले प्रभाव परीक्षण की अवधारणा का एक छोटा सा हिस्सा उत्पादित संरचना को समझने के लिए मदद कर सकते हैं विफलता कैसे गतिशील प्रभाव परीक्षण से पता चलता है क्या वास्तव में, वास्तविक जीवन में हुआ हालांकि बाद केवल एक योग्य या अयोग्य रिपोर्ट देता है दिखाने के लिए, अर्ध स्थिर प्रभाव परीक्षण भी एक मात्रात्मक परिणाम देता है - यानी, संरचना वास्तव में क्या टोक़ या पावर स्थिति असफल।
हालांकि पहले, लेकिन अभी भी और अधिक सकारात्मक, लेकिन मनाया विफलता मोड भी पता चलता है कि संकल्पनात्मक डिजाइन अभी भी बहुत कठोर है के रूप में परीक्षण के परिणाम। इसके अलावा, स्टील और समग्र भागों अपनी सीट वापस संरचना अधिकतम करने के लिए बदल दिया के बाद प्रदर्शन उपयोगिता है, फिर भी क्षमता का अधिक उन्नत डिजाइन सक्षम करने का पता लगाया जा सकता है। किसी भी मामले में, गतिशील प्रभाव परीक्षण करके इस संकर संरचना।
चित्रा 2: एक कार की सीट की सामान्य संरचना।
इस अध्ययन स्पष्ट रूप से पता चलता है कि एक लेजर उपयोग करने की अवधारणा प्लास्टिक वेल्ड करने के लिए और धातु चिपकने वाला संबंध, वेल्डिंग या पारंपरिक ढलाई के यांत्रिक तरीकों या कोटिंग समाधान से अधिक पसंद करते हैं। इस परिणाम के आधार पर, कुशलता से अर्द्ध संरचित मिश्रण विधानसभा अब कर सकते हैं निर्देशित करने के लिए एक विकल्प है एक लेजर वेल्डिंग तकनीक के इस प्रयोग।
हालांकि, हाइब्रिड मॉड्यूल के बड़े पैमाने पर उत्पादन में उपयोग करने से पहले अभी भी कुछ रास्ता तय किया जा रहा है, जिसके लिए कम से कम एक अन्य डिजाइन चलना आवश्यक है जिससे कि सामग्री और संरचना दोनों के लिए एक यांत्रिक शक्ति प्रक्रिया की क्षमता को अधिकतम किया जा सके, आर्द्रता और तापमान, आदि इसके अलावा, गर्मी के संचालन के लिए अन्य वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों को भी विचार किया जा सकता है।