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多光束激光切割工艺为汽车打造更复杂的插头连接器

    作者:宏拓新软件
    发布日期:2020-09-14         
阅读:24     
 
 

在最近完成的ERDF研究项目“扫描切割(ScanCut)”中,弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)的科学家们为接触冲压技术增加了一项惊人的新技术。

在与来自德国北莱茵-威斯特法伦州的工业伙伴的合作下,位于亚钦的ILT研究团队开发了一种用于激光切割薄壁金属条的混合制造工艺。

研究人员说,这种新工艺使得用一种环保、高精度和高效的方式来制造接触部件的最小细节成为了可能。

连接器

图1.ScanCut开发了一种基于激光的多光束螺旋切割方法。

插头连接器很小,乍一看也不引人注目,但现代汽车如果没有它们就无法运行。数千个插头连接器将信号和控制电压,从车辆的一个部分传输到另一个部分。目前,这些接触部件是由德国Kostal Kontakt Systeme等公司采用传统的冲压和弯曲工艺生产的。

然而,汽车连接器元件的数量不断增加,正逐渐将这种已确立的机械方法推向了性能极限。随着小型化的继续推进,对更小的带有触部件插头连接器的需求正在激增,接触部件的结构也越来越精细复杂。

在这种背景下,激光切割打开了设计选择的大门,这在以前是不可能实现的,特别是当涉及到要在微小的安装空间中,创建接触区域与几个独立的弹簧接触点。在这些情况下,多个接触点的新方式使得即使最小的接触系统也能提供稳健的电气设计,这对可靠的信号传输非常重要。

激光螺旋钻

研究人员还将螺旋钻与超短脉冲(USP)激光器结合在一起。这种由Fraunhofer ILT开发的专利方法已经证明是在钢铁、玻璃和陶瓷上钻高纵横比精密微孔的极佳选择。

精度是螺旋钻井的最大优势之一:焦点直径为25µm,井壁粗糙度Ra小于0.5µm。然而,这种高水平的质量只能在较低的加工速度下实现。

连接器

图2.在金属板上用螺旋切削产生的切口。

然而,这种经过试验和测试的方法也可以用于切割钣金零件吗?如何提高生产速度,使之适合于生产目的?

正是这些问题促使了ScanCut项目的启动,这是一个合作项目,涉及Kostal、Fraunhofer ILT、Trumpf子公司 Amphos和Pulsar Photonics。该项目由欧洲区域发展基金(ERDF)和北莱茵-威斯特法伦州资助。

“在这个项目中,我们将螺旋钻孔光学与ulsar Photonics的多光束模块和Amphos的高功率光束源相结合,”ILT微纳米结构小组科学家Jan Schnabel说。“这使我们能够将螺旋钻工艺的精度和质量与多波束处理的生产率结合起来。”

Amphos开发了基于InnoSlab技术的高功率束流源,输出功率为300w,脉冲能量为3mJ。高脉冲能量是必要的,以分割成多达20个单独的光束。

然而,项目合作伙伴首先将激光束分成两束到六束来验证多束方法是否有效。ulsar Photonics和ILT目前正在计划一个后续项目,其中将继续开发带有多波束模块的螺旋切割技术。从该项目获得的发现还将用于开发高功率束流源,以扩大Amphos提供的产品组合。

项目合作伙伴特别关注自动化的可能性。Schnabel说:“我们实现了电动可调镜和光学安装,以实现光束位置的自动调整。一旦我们编写了合适的软件程序,螺旋钻光学系统的调整就可以在不需要我们的工作人员前往现场的情况下,只需按一下按钮就可以开始。”

 

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