{"id":3165,"date":"2022-11-16T14:31:34","date_gmt":"2022-11-16T14:31:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/applicazioni-laser\/?p=3165"},"modified":"2022-11-16T15:01:58","modified_gmt":"2022-11-16T15:01:58","slug":"saldatura-laser-sicura-nella-produzione-di-batterie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/applicazioni-laser\/saldatura-laser-sicura-nella-produzione-di-batterie\/","title":{"rendered":"Saldatura laser sicura nella produzione di batterie\u00a0"},"content":{"rendered":"\n

Per la produzione delle batterie destinate ai suoi veicoli elettrici, BMW Group si affida al 100% al controllo con i sistemi Ophir<\/a> BeamWatch Integrated che permettono di verificare il fascio laser prima della produzione di ogni singolo modulo nuovo, garantendo profondit\u00e0 di saldatura ideali.<\/h2>\n\n\n\n

I\u00a0moduli batteria sono il cuore pulsante di ogni auto elettrica. Assicurano mobilit\u00e0 e sicurezza, e la loro affidabilit\u00e0 \u00e8 decisiva per ottenere il consenso del pubblico in merito al veicolo. Gi\u00e0 nel 2013, con il modello i3, il BMW Group ha lanciato sul mercato il primo veicolo di serie completamente elettrico e conosce i rischi correlati alla produzione di batterie, la cui complessit\u00e0 aumenta ad ogni incremento di capacit\u00e0.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Per la realizzazione dei contatti di un modulo batteria di 5\u00b0 generazione vengono eseguite fino a 144 saldature laser. Grazie ai sistemi Ophir BeamWatch Integrated, il costruttore automobilistico pu\u00f2 verificare il fascio laser prima della produzione di ogni singolo modulo nuovo. Non influisce rispetto al tempo di ciclo e con successi conclamati: finora tutti i campionamenti effettuati settimanalmente tramite micrografia hanno confermato profondit\u00e0 di saldatura ideali.<\/p>\n\n\n

\n
\"Grazie
Grazie ai sistemi Ophir BeamWatch Integrated, BMW pu\u00f2 verificare il fascio laser prima della produzione di ogni singolo modulo nuovo.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Controllo del fascio laser neutro rispetto al tempo di ciclo<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Le saldature laser nella produzione delle celle batteria richiedono la massima precisione. Il controllo periodico dei parametri fondamentali del fascio laser prima della saldatura contribuisce in modo fondamentale alla qualit\u00e0 del gruppo batteria prodotto. <\/p>\n\n\n\n

Gi\u00e0 durante i primi colloqui con gli esperti del BMW Group, la domanda centrale \u00e8 stata quanto la misurazione dovesse risultare completa e il pi\u00f9 possibile neutra rispetto al tempo di ciclo. All\u2019interno del processo avrebbero dovuto essere rilevati valori misurabili essenziali:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Diametro del fuoco<\/li>\n\n\n\n
  • Potenza del laser<\/li>\n\n\n\n
  • Posizione del fuoco<\/li>\n\n\n\n
  • Spostamento del fuoco.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    In particolare, gli ultimi due parametri indicati sono fondamentali nei laser singlemode. Una misurazione rapida per\u00f2 risulta complessa. Solo la misurazione senza contatto del fascio laser basata sul relativo scattering di Rayleigh \u00e8 tecnologicamente adatta allo scopo. <\/p>\n\n\n\n

    La tecnologia sviluppata da MKS viene utilizzata nella famiglia di prodotto Ophir BeamWatch. L\u2019azienda ha sviluppato il sistema Ophir BeamWatch Integrated specificamente per la produzione automatizzata. Lo strumento combinato misura il profilo del fascio e la potenza ed \u00e8 dotato di diverse interfacce attraverso le quali pu\u00f2 essere integrato direttamente nelle reti industriali. Per gli esperti dello sviluppo tecnologico del BMW Group questo strumento di misura \u00e8 arrivato proprio al momento giusto.<\/p>\n\n\n

    \n
    \"La
    La saldatura inizia solo dopo la conferma (segnale IO) che i parametri del fascio laser corrispondono alle specifiche.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    Determinazione senza contatto\u00a0dello spostamento del fuoco<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Il primo sistema Ophir BeamWatch Integrated \u00e8 entrato in funzione nel 2019 nell\u2019ambito della realizzazione di un prototipo e della definizione delle basi della linea di produzione delle batterie. \u00c8 seguita una fase di prova intensiva nel reparto di sviluppo tecnologico. \u00c8 stato presto chiaro che lo strumento di misura era in grado di misurare tutti i parametri necessari. Ma non solo, le misurazioni hanno dimostrato senza ombra di dubbio che, nel processo, si era sottovalutato lo spostamento termico del fuoco. Dalle misurazioni con BeamWatch Integrated \u00e8 risultato uno spostamento termico del fuoco nel range di mm, che non era stato considerato dagli ingegneri. Grazie alle misurazioni, vi \u00e8 stato dato il giusto peso nel processo; per il costruttore automobilistico \u00e8 stato un passo importante verso il conseguimento di una profondit\u00e0 costante per tutte le saldature a contatto. Nella fase di sviluppo sono state realizzate diverse micrografie delle saldature a contatto, per stabilire la correlazione tra lo spostamento del fuoco e la profondit\u00e0 di saldatura. Grazie ad esse e allo stretto scambio di idee con gli esperti Ophir, il team ha definito in modo corrispondente le soglie per lo spostamento del fuoco. <\/p>\n\n\n\n

    Profondit\u00e0 di saldatura influenzata dagli spruzzi di saldante<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Inoltre, dagli esami effettuati, \u00e8 risultato che le ottiche dei laser a fibre singlemode, utilizzati per la saldatura a contatto, vengono influenzate dagli spruzzi sul vetro di protezione. Questi spruzzi sono stati evidenziati non solo nello spostamento del fuoco ma anche e pi\u00f9 direttamente nel diametro del fuoco. Attraverso le misurazioni con BeamWatch Integrated \u00e8 stato altres\u00ec possibile analizzare gli effetti di una defocalizzazione del fascio laser, ad esempio a causa di incrostazioni sul vetro di protezione. Sulla base delle differenze nei parametri del fascio laser, anche in questo caso, il team ha verificato la profondit\u00e0 di saldatura del relativo cordone di saldatura. Nonostante l\u2019analisi visiva non rilevasse alcun difetto, la profondit\u00e0 di saldatura era chiaramente insufficiente. Ne \u00e8 conseguita la necessit\u00e0 di integrare la metrologia nel processo di produzione in serie. Solo in questo modo \u00e8 possibile garantire nel tempo la qualit\u00e0 delle saldature a contatto. <\/p>\n\n\n

    \n
    \"Il
    Il sistema Ophir BeamWatch Integrated \u00e8 integrato in tutte le linee di produzione automatizzate del mondo sulle quali BMW produce i moduli batteria di 5\u00b0 generazione.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    Qualit\u00e0 riproducibile delle\u00a0saldature a contatto<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Attualmente, il sistema Ophir BeamWatch Integrated \u00e8 integrato in tutte le linee di produzione automatizzate del mondo sulle quali BMW produce i moduli batteria di 5\u00b0 generazione. Durante il processo di carico e scarico il laser viene azionato brevemente a piena potenza per stabilire lo spostamento del fuoco. La saldatura inizia solo dopo la conferma (segnale IO) che i parametri del fascio laser corrispondono alle specifiche. Nella fase di avvio della produzione, la misurazione \u00e8 stata eseguita dapprima dopo ogni modulo. Per la produzione in serie a pieno regime, si \u00e8 deciso di misurare nuovamente il fascio laser ogni dieci moduli completati. Se BeamWatch Integrated riconosce una differenza in uno dei parametri prima definiti, viene visualizzato un messaggio di allarme. Successivamente, il personale operativo responsabile della linea verifica il vetro di protezione del laser e, se necessario, lo pulisce o lo sostituisce. In questo modo, \u00e8 possibile evitare da principio eventuali errori dovuti ad una caustica del fascio laser differente. Oltre a questo controllo proattivo, dopo il processo di saldatura, tutti i moduli vengono sottoposti ad una prova di funzionamento elettrica. <\/p>\n\n\n\n

    Strumento di verifica essenziale<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    La produzione di un modulo batteria \u00e8, nella sua totalit\u00e0, un processo molto complesso. Le singole celle batteria vengono impilate, compresse e inserite in un telaio. Poi, tutti i poli positivo e negativo vengono saldati nel sistema di contatto cella – ogni ora, su un impianto vengono realizzati oltre 15.000 punti di saldatura. Gli ingegneri del team tecnologia sono convinti che la qualit\u00e0 dei moduli prodotti dipenda sostanzialmente dalla qualit\u00e0 elevata costante dei parametri del fascio laser: Ophir BeamWatch Integrated \u00e8 uno strumento essenziale per la verifica del fascio laser nella produzione dei moduli batteria. Ne sono convinti anche i team macchine. Complessivamente, \u00e8 stato possibile ottimizzare sia lo sviluppo del processo di saldatura laser del BMW Group sia la qualit\u00e0 dei moduli prodotti grazie a MKS Instruments – Ophir Photonics.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Per la produzione delle batterie destinate ai veicoli elettrici, BMW si affida al 100% al controllo con i sistemi Ophir BeamWatch Integrated.<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":3166,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[179,177],"tags":[1218,1332,1225,1329,1293,188,1331,325,1330,1235],"class_list":["post-3165","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-applicazioni","category-in-evidenza","tag-batterie","tag-bmw","tag-emobility","tag-lasera","tag-mks-ophir","tag-ophir","tag-produzione","tag-saldatura","tag-saldatura-lasera","tag-veicoli-elettrici"],"yoast_head":"\nSaldatura laser sicura nella produzione di batterie\u00a0<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Per la produzione delle batterie destinate ai veicoli elettrici, BMW si affida al 100% al controllo con i sistemi Ophir BeamWatch Integrated.\" 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