Hoe komt wrijvingsroerlassen tegemoet aan de uitdagingen van e-mobiliteit?

Geconfronteerd met steeds strengere regelgeving en een groeiende vraag naar milieuvriendelijke voertuigen, moet de e-mobiliteitsector voortdurend innoveren om aan de verwachtingen van de consument en de uitdagingen van vandaag te voldoen. In het hart van deze nieuwe industriële revolutie wordt wrijvingsroerlassen (friction stir welding, FSW) een essentiële technologie. Maar wat zijn de behoeften van deze sector? En wat zijn de voordelen van FSW op dit gebied? 

De auto-industrie ondergaat een ware transformatie. E-mobiliteit heeft het aandrijfsysteem van moderne voertuigen volledig op de schop gegooid. De noodzaak om nieuwe componenten te integreren, zoals oplaadbare batterijen en elektromotoren, heeft geleid tot een drastische verandering in het ontwerp van voertuigen. Om bij te blijven met deze ontwikkelingen, hebben autofabrikanten hun productietechnieken aangepast om esthetische, schone en vooral betrouwbare voertuigen te leveren. Deze evolutie maakt dat we nu ‘nieuwe’ materialen terugvinden in wagens die om andere productie- en assemblagetechnieken vragen. Denk bijvoorbeeld aan het aluminium, koper en grafiet in batterijen. 

Voordelen van het wrijvingsroerlassen

Wrijvingsroerlassen werpt zich op als een uitstekende verbindingstechniek in e-mobiliteit. Vandaag kent het proces voornamelijk toepassing in kritische sectoren zoals spoorwegen, luchtvaart, defensie en ruimtevaart. Omdat het de solide, hoogkwalitatieve lasnaden kan produceren die nodig zijn voor deze veeleisende sectoren. Tijdens het lasproces houdt FSW constante druk op de onderdelen met een roterend gereedschap. Het te lassen onderdeel wordt vervolgens verhit, waardoor het vervormbaar wordt. De eigenschappen blijven ook behouden, omdat er geen materiaal wordt toegevoegd. FSW verschilt van andere lastechnieken omdat het kan worden gebruikt om materialen zoals koper, aluminium, grafiet en lichte legeringen te assembleren. De voordelen van dit proces zijn onder andere:

• Vrijwel geen vervorming;
• Geen porositeit;
• Verbeterde mechanische eigenschappen.

Lichtere onderdelen

Een bijkomende troef van FSW? De onderdelen zijn lichter. FSW heeft immers geen toevoegmateriaal nodig, wat – in vergelijking met klassieke lastechnieken – een gewichtsbesparing tot 30% oplevert. Deze extra percentjes zijn vooral relevant bij de assemblage van aluminium onderdelen, een legering die van nature al een bijzonder lichtgewicht is. Verder mag FSW zich een propere, milieuvriendelijke lastechniek noemen. Ook dat zijn eigenschappen die hand in hand gaan met e-mobiliteit. Verder kunnen we opmerken dat:

• Energiebesparingen tot 20% mogelijk zijn, omdat er geen externe warmtetoevoer nodig is;
• Geen uv-straling, giftige emissies of rook vrijkomt;
• Materialen niet kunnen lekken, dus meer veiligheid voor werknemers;
• De hoeveelheid afval beperkt is door de afwezigheid van metaalinvoer.

Enkele toepassingen van FSW in e-mobiliteit

De warmtewisselaar, gemaakt van geprofileerde aluminium onderdelen, speelt een belangrijke rol in het koelen van de elektronische componenten van hybride en elektrische voertuigen. Hij moet worden geassembleerd om een perfecte afdichting en hoge mechanische sterkte te garanderen. Wrijvingsroerlassen doorstaat de waterdichtheidstests met vlag en wimpel. Door de hoge kwaliteit van de lassen, vermindert FSW de noodzaak om onderdelen aan elkaar te schroeven. Met dit proces kan de fabrikant dus tijd besparen tijdens het ­productieproces. 

Batterijbehuizing, die essentieel is voor de bescherming van accu’s van elektrische voertuigen, heeft een goede elektrische geleiding nodig. Het FSW-proces zorgt ervoor dat juist deze eigenschap behouden blijft wanneer de behuizing wordt geassembleerd. Dit is mogelijk door de uitstekende kwaliteit van de lassen en het minimale smelten van de onderdelen. Ten slotte is wrijvingsroerlassen een koud lasproces. Daarom beschadigt het de elektrische ­componenten niet tijdens het proces. Een laatste voorbeeld zijn de batterijladers. Dankzij het wrijvingsroerlasproces is het mogelijk om elke parameter tijdens het lasproces nauwkeurig te controleren. Operatoren kunnen dan de ­kwaliteit van de assemblages optimaliseren en nauwgezet controleren, wat essentieel is voor de productie van betrouwbare en ­efficiënte laders.