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스티치 비드 도포가 하이브리드 접합 과제를 해결하는 방법

20% 이상의 재료 절감은 일반적인 비드 응용 분야에 대한 스티치 비드의 수많은 장점 중 하나일 뿐입니다. 하이브리드 접합 공정의 생산성, 안전 및 품질을 한 단계 끌어올리면서 총 소유 비용을 절감하는 방법을 알아보십시오.

2020년 6월 30일 (화)

Automotive 산업용 공구 및 솔루션 Joining Solutions 디스펜싱 솔루션 Articles 제품 접합 솔루션

일반적인 불량 패턴: 용접 지점에서 접착제 재료가 스퀴즈 아웃됩니다. 이로 인해 KTL 용기가 오염되고 재작업 및 재료 낭비로 이어질 수 있습니다.

용접 지점에서 접착제가 스퀴즈 아웃됨

경량여러 가지 소재를 사용하는 설계의 경우 하이브리드 접합은 자동차 차체 공장의 주요 트렌드 중 하나입니다. 하이브리드 접합 방식으로 구조 본딩용 고강도 접착제는 스폿 용접, 플로우 드릴 체결 또는 셀프피어스 리베팅 등의 다른 접합 기술과 결합됩니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.



  • 높은 구조적 강도와 강성으로 운전 특성과 충돌 안전성 향상
  • 접합 부분의 부식 저항 향상
  • 고강도 접착제로 용접 지점의 수 감소

하이브리드 접합 과제

블로우 아웃: 스폿 용접 중 접착제가 가열 공정에서 파괴되는 경우 접착제가 블로우 아웃될 수 있습니다.

블로우 아웃: 용접 지점에서 접착제가 파괴됨

접착제 도포 및 기타 접합 기법의 결합은 여러 가지 과제를 수반합니다. 용접 또는 리벳 지점에서는 접착제 재료가 스퀴즈 아웃될 수 있으며 이로 인해 재료 낭비와 재작업으로 이어질 수 있습니다. 스폿 용접과 함께 사용할 경우, 용접 공정의 열에 의해 접착제가 파괴되고, 이로 인해 유독성 증기가 배출될 수 있습니다. 그 외에도, 더 높은 용접 전류가 필요하며, 용접하는 데 더 많은 시간이 필요합니다. 일반적인 불량 패턴: 


  • 스퀴즈 아웃: 용접 또는 리벳 지점에서 접착제 재료가 스퀴즈 아웃됩니다. 용기가 오염되고 재작업 및 재료 낭비로 이어질 수 있습니다.
  • 블로우 아웃: 스폿 용접 중 접착제가 가열 공정에서 파괴되는 경우 접착제가 블로우 아웃될 수 있습니다. 이로 인해 부식이 발생하고 조인트가 약해질 수 있습니다.

문제 해결사 스티치 비드 도포

스티치 비드 도포는 용접 지점의 연소 원 영역에 재료 간격을 생성합니다.

스티치 비드 도포는 용접 지점의 연소 원 영역에 재료 간격을 생성합니다.

아트라스콥코는 이러한 과제를 해결하기 위해 하이브리드 접합용으로 특별히 개발된 도포 패턴을 제공합니다. 소위 말하는 스티치 비드는 용접 부위에 재료 간격이 정의되어 있어 다음과 같은 여러 가지 이점을 제공하는 중단 도포입니다.


  • 접착제 재료 및 비용 절감
  • 정밀한 도포로 용접 지점의 재료 스퀴즈 아웃 때문에 발생하는 재작업 방지
  • 스폿 용접 시 유독성 가스 없음, 공기 추출 시스템 불필요 
  • 접착제를 덜 사용하여 무게가 가벼워지고 CO2 배출량이 감소함

스티치 비드 솔루션으로 최대 22%의 재료 절약 가능

스티치 비드로 재료 절약

스티치 비드로 재료 절약

잠재적인 재료 절약 효과는 엄청납니다. 예를 들어, 정면 도어 입구에 54개의 스폿 용접부가 있고 후면 도어 입구에 44개의 용접 지점이 있는 총 98개의 용접 지점이 있는 일반적인 측면 패널 작업의 경우를 계산할 수 있습니다. 직경 3mm의 공통 연속 비드를 적용할 때 적용된 재료 부피는 총 38ccm입니다.

간격이 12mm인 스티치 비드를 적용하면 용접 지점당 최대 0.0848ccm의 소재를 절약할 수 있습니다. 98개의 용접 지점이 있는 경우 측면 패널당 8.3ccm을 절약할 수 있으며, 이는 22%의 재료 절약입니다.

절약 가능성 - 스티치 비드 도포

계산 예  
비드 직경 3mm
접착제 간격 12mm
지점당 재료 절약: 0.15cm * 0.15cm * 3.14 * 1.2cm = 0.0848ccm
측면 패널당 재료 절약(용접 지점 98개): 98 * 0.0848ccm = 8.3ccm
차체당 재료 절약: 2 * 8.3ccm = 16.6ccm
일일 재료 절약(차체 1,000개):  16.6ccm * 1.355 g/ccm = 22.5kg 
일일 비용 절감: 22.5kg * 14유로/kg = 315유로(측면 패널만 해당)
연간 비용 절감: 315유로 * 225 = 캐나다 70.875유로(측면 패널만 해당)

스티치 비드 도포 공정의 과제: 로봇 속도 및 유연성

스티치 비드 도포에서 전환 시간 및 로봇 속도의 관계

스티치 비드 도포에서 전환 시간 및 로봇 속도의 관계

하이브리드 접합 시 스티치 비드의 장점은 일반적인 연속 비드 응용 분야에 비해 탁월합니다. 그럼에도 불구하고 도포 공정에서 로봇 속도 및 도포 유연성과 관련된 중요한 과제가 있습니다. 대량 생산 라인에는 최고 500mm/s 이상의 로봇 속도가 필요합니다. 동시에, 자동차 형태는 더욱 복잡해집니다. 비드 및 간격 크기는 자유롭게 정의할 수 있어야 하며, 자동차 부품에 정밀하고 안정적으로 도포해야 합니다. 그러나 로봇, 시스템 제어 및 어플리케이터 간의 전환 시간이 노즐을 여닫는 밸브 바늘의 반응을 지연시킵니다. 여기가 일반적인 애플리케이션 시스템이 한계에 도달하는 부분입니다.


예: 350mm/s의 로봇 속도에서 필요한 전환 시간:


  • 12mm 도포 또는 간격에서 34.2ms
  • 10mm 도포 또는 간격에서 28.5ms
  • 8mm 도포 또는 간격에서 22.8ms

로봇 제어를 통한 교육

많은 산업용 디스펜싱 시스템에서 스티치 비드는 로봇 컨트롤러를 통해 프로그래밍되어야 하며, 비드 길이 및 간격 길이를 수동으로 입력해야 하고 전환 시간은 로봇 속도와 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 비드 길이와 간격이 mm 사양과 일치하지 않게 되므로 프로그래밍에 많은 노력이 필요하게 되어 비용이 많이 들어가게 됩니다.


시스템 제어를 통한 실현

아트라스콥코 SCA 제품 계열의 현대적인 산업용 접착제 디스펜싱 시스템은 스티치 비드 도포를 위한 특수 소프트웨어를 제공합니다. 비드 및 간격 길이는 도포 제어 시스템에 직접 입력할 수 있습니다. 로봇 컨트롤은 "어플리케이터 열림" 신호로만 도포를 시작합니다. 컨트롤러는 지정된 비드 및 간격 길이와 로봇 속도에 따라 자동으로 밸브를 트리거합니다. 피드백은 위치 센서를 통해 수행되며 계산에 포함됩니다. 로봇 프로그래머는 도포 속도, 시작 신호 및 로봇 경로만 제어할 수 있습니다. 어플리케이터에 대한 다른 모든 신호는 도포 제어 내에서 처리됩니다.


소프트웨어 기반 프로그래밍의 이점:


  • 전환 시간 자동 결정
  • 어플리케이터 밸브의 정확한 트리거
  • 높은 유연성: 한 프로그램 내에서 최대 128개의 시퀀스(비드 및 간격)를 사용할 수 있습니다.
  • 프로그래밍에 필요한 노력이 적고 작업자로 인한 고장 위험이 적음

사례: 고속 스티치 비드

가열 및 비가열 재료용 고속 공압 스티치 비드 어플리케이터

가열 및 비가열 재료용 고속 공압 스티치 비드 어플리케이터

한 아시아 자동차 제조업체는 고강도 접착제 본딩을 새로운 자동차 플랫폼의 내측 프레임, 플로어 프레임, 중앙 터널, 대시보드 및 휠 아치에 스폿 용접과 결합하기로 결정했습니다. 그 목표는 강성, 충돌 저항 및 전반적인 주행 경험을 개선하는 것이었습니다. 내부 조사 결과 차체 하부에 최대 50m의 접착제를 사용하여 차량의 주행 동작이 크게 개선되는 것으로 나타났습니다. 스티치 비드가 이 접합 과제에 가장 적합한 도포 패턴임이 입증되었으며 최적인 70m를 초과하지 않는 차체 하부 그룹의 용접 지점 사이에 광범위한 공급이 가능합니다. OEM의 요구 사항은 도포 품질과 공정 안정성을 저하시키지 않는 500mm/s 이상의 로봇 속도입니다.

이 고객을 위해 아트라스콥코는 고객 사양에 따라 신뢰할 수 있는 고속 공정을 보장하기 위해 특수 어플리케이터를 개발했습니다. 해결책은 복동 실린더와 매우 빠른 공기 전환 밸브가 장착된 공압 어플리케이터입니다. 니들 스트로크의 속도를 높이기 위해 아트라스콥코는 밸브 개방구를 재설계하고 확대했습니다. 노즐을 여닫을 때 공기가 더 빨리 빠져나갈 수 있습니다. 현재 아시아 OEM은 차체 공장 생산 라인에서 100개 이상의 아트라스콥코 시스템을 운영하고 있으며, 이미 아트라스콥코와 협력하여 로봇 속도를 더욱 높이고 있습니다.

요약: 스티치 비드 솔루션에 투자해야 하는 이유

스티치 비드는 하이브리드 접합, 특히 스폿 용접과 결합했을 때의 진정한 문제 해결사입니다. 최대 20%까지 재료를 절약하면서 생산성, 안전성 및 품질을 향상시키고 총 소유 비용을 절감하는 다른 여러 이점도 얻을 수 있습니다. 하지만 도포 공정에서 로봇 속도는 과제가 될 수 있습니다. 업계에서 요구하는 높은 요구 사항을 고려하게 되면 많은 일반적인 디스펜싱 시스템이 한계에 도달하게 됩니다. 아트라스콥코는 500mm/s 이상의 로봇 속도를 안정적으로 수행하기 위해 특수 고속 어플리케이터를 개발했습니다. 이와 동시에 전용 소프트웨어가 프로그래밍 노력을 줄여줍니다.

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