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TRUMPF lightweight construction q-pro a

Leichtbau in der Elektromobilität

Herausforderung: Materialvielfalt

Immer mehr unterschiedliche Werkstoffe kommen heute im Leichtbaufahrzeug zum Einsatz. Dabei bewegt die Branche vor allem eine Frage: Wie bekommen wir all diese verschiedenen Materialien verbunden – und getrennt? Der Laser ist wie gemacht für Leichtbau-Konstruktionen aus unterschiedlichen Werkstoffen und  für flexible Produktionsprozesse. Dank präziser und punktgenauer Fertigung lässt sich Material und damit Gewicht bei der Herstellung der Karosserie deutlich einsparen – und dies alles ohne zusätzliches Werkzeug.

Beratung anfordern
Lasergeschweißte Tür für höchste Sicherheit bei geringem Gewicht
Laserschweißen von Tür- und Fensterrahmen

TRUMPF Laser verschweißen Türen und Fensterrahmen effektiv, materialsparend und formschön. Auch Verstärkungsbleche werden mit ihnen optimal eingebracht. Hierfür bieten wir unseren Kunden Lösungen, die die Zahl der Prozessschritte und die Längen der Prozessketten deutlich reduzieren. So setzen TRUMPF Laser beispielsweise Schweißpunkte und -nähte flexibel in jeder Form und Richtung. Durch schmalere Flansche an den Türen werden Material, Gewicht und Kosten eingespart.

Verbinden von hypriden Verbindungen
Laserbearbeitung von B-Säulen

Um die Fahrzeugkarosserie immer leichter und gleichzeitig sicherer zu gestalten, werden Strukturbauteile zunehmend mittels Warmumformung hergestellt. 3D-Laserschneidanlagen geben diesen hochfesten Bauteilen ihre finale Kontur.
Als flexibles Werkzeug dient der Laser auch zum lokalen Enthärten pressgehärteter Strukturteile. Dies ermöglicht nachgelagerte Füge- oder Umformoperationen sowie eine verbesserte Crashperformance.

TRUMPF Laser in der Fertigung von E-Autos
Gesamtes Fahrzeug

Die Leichtbauweise im Automobilbereich basiert auf vielen neuen Materialien, Verbundstoffen und dem Einsatz von Aluminium. Für all diese Materialien und deren Bearbeitung verfügt TRUMPF über die optimale Strahlquelle und das passende Prozess-Know-how. Außerdem finden unsere Applikateure im TRUMPF Laser Application Center immer die richtigen Parameter für Ihre konkrete Anwendung.

Zukunftsprojekt: Metall-Kunststoff-Verbindungen (MKV)

TRUMPF lightweight construction q-pro a

Verbindungen aus Metall und Kunststoff entstehen durch Verpressung oder Hinterspritzen eines vorstrukturierten, metallischen Fügepartners mit dem Kunststoff. Der Laser spielt in diesem Prozess eine entscheidende Rolle. Denn er erzeugt im metallischen Fügepartner Mikrostrukturen mit Hinterschnitten, die eine Verkrallung des Kunststoffs in der Metalloberfläche ermöglichen. Die hohe Intensität der Laserstrahlung bewirkt, dass ein Teil des Metalls verdampft. Aufgrund des entstehenden Sublimationsdruck wird die Schmelze vom Strukturgrund an den Strukturrand gepresst, wo die Schmelze erstarrt. Durch mehrfaches Wiederholen wird ein Hinterschnitt ausgebildet. Im nachfolgendem Fügeprozess mit dem Kunststoffpartner wird durch Verkrallung in der Mikrostruktur eine Verbindung erzielt.

Das eigentliche Fügeverfahren wird realisiert, indem das Metall erwärmt und der Kunststoff über Wärmeleitung aufgeschmolzen wird. Der Kunststoff wird in die Mikrostruktur gepresst oder eingespritzt und erstarrt. Zur Entwicklung eines großserienfähigen und qualitätsgesicherten Fertigungsprozesses für eine Multi-Material Leichtbautechnologie engagiert sich TRUMPF in öffentlich geförderten Projekten, wie zum Beispiel ExtraLight oder Q-PRO.

Laseroberflächentechnologien für die Vorbehandlung

TRUMPF application laser cleaning example
Reinigen

Schweiß- und Klebetechniken erfordern saubere Oberflächen. Die Reinigung der Oberfläche vor dem Schweißen oder Kleben kann mit dem Laser sehr flexibel realisiert werden. TRUMPF bietet Reinigungslösungen zum Entfernen unerwünschter und nicht funktioneller Schichten. Darunter zählen u.a. Rost, Oxide, Öl, Fett oder Silikon. Mit TruMicro Lasern, zugehöriger Scanneroptik sowie TruMark Lasern ist die Bearbeitung verschiedenster Geometrien möglich. Die Laserreinigung erfolgt lokal an der Fügestelle und ersetzt teure, wartungsintensive Waschanwendungen. Das Laserverfahren lässt sich leicht in automatisierte Produktionslinien integrieren.

TRUMPF Anwendung Powertrain Stator
Ablation/Entlackung

Um saubere Oberfläche zum Schweißen oder Kleben zu erzielen, entfernen TRUMPF Laser Funktionsschichten, ohne dabei das Grundmaterial zu beeinflussen. Zur Vorbereitung des Hairpin-Schweißens setzen unsere Kunden beispielsweise TRUMPF Kurzpulslaser ein, die die Isolierlackschicht abtragen, ohne das darunterliegende Kupfer zu beschädigen. Intelligente Sensorik sorgt beim Verschweißen der Hairpins für exakte Nähte und sichert beste Qualität. Auch zum allgemeinen Entlacken von KTL- oder Zinkbeschichtungen kommen TRUMPF Laser zum Einsatz.

TRUMPF Laserstrukturieren
Strukturierung

Beim Strukturieren erzeugt der Laser regelmäßig angeordnete Geometrien in der Schicht bzw. im Grundmaterial, sodass die technische Eigenschaft gezielt verändert wird und eine neue Funktionalität entsteht. So zum Beispiel beim Aufrauen oder Einbringen von (Öl-) Näpfchen für definierte Gleiteigenschaften. Das einzelne Element einer solchen Struktur ist oft nur einige Mikrometer groß. Kurze Laserpulse mit sehr hohen Pulsleistungen erzeugen so hohe Energiedichten, dass das Material überwiegend direkt verdampft (sublimiert). Jeder Laserpuls erzeugt eine kleine Vertiefung; Schmelze wird vorwiegend vermieden.

Strukturieren von Oberflächen mit der TruMicro Series 7000

Warum TRUMPF der richtige Partner ist

Erfahrung als Laserpionier

Für all unterschiedlichste Materialien und hybride Verbindungen verfügt TRUMPF über die optimale Strahlquelle und das passende Prozess-Know-how. Unsere Applikateure entwickeln im TRUMPF Laser Application Center immer die richtigen Parameter für Ihre konkrete Anwendung.

Großproduktionslösung

Reinigen, Entlacken und Strukturieren – TRUMPF ermöglicht eine ganzheitliche, vernetzte Lösung für alle Einzelaufgaben und damit die lückenlose Rückverfolgbarkeit der Bauteile sowie eine barrierefreie Entwicklung für die konsolidierte Prozesskette.

Prozessberatung und Support von TRUMPF Experten

Aller Anfang ist schwer? Nicht mit TRUMPF. Denn die TRUMPF Branchenexperten wissen, wie Ihre Anlaufaufwände reduziert werden können: Sie stehen Ihnen mit einer intensiven und maßgeschneiderten Prozess- und Applikationsberatung zur Seite.

Prozesssichere Herstellung und Dokumentation

TRUMPF bietet mit seinen ganzheitlichen System- und Softwarelösungen die Möglichkeit einer prozesssicheren Herstellung und lückenlosen Dokumentation der Produktionshistorie an. Unser TruConnect Produktportfolio bietet Lösungen zur ganzheitlichen Verkettung sowie zum Condition Monitoring.

Gemeinsam E-mobility anpacken

Sie möchten wissen, wie wir Ihre Fertigung auf dem Weg in die Elektromobilität optimal unterstützen können? Vereinbaren Sie direkt einen Termin mit unseren international tätigen Branchenmanagern. Sie beraten Sie gerne zu unseren maßgeschneiderten Gesamtpaketen und machen neue Fertigungstechnologien für die neue Mobilität möglich.

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