„Forrasztástechnológiában a BME az élen jár”

Új eljáráson dolgoznak a KJK szakemberei az autóipar egyik jelentős beszállítójával egy uniós projekt keretében.

„Célunk, hogy olyan pályázatokban vegyünk részt, amelyek jól illeszkednek a kutatási fókuszterületeinkhez. Jelenleg ezek az autonóm, önvezető járművek fejlesztése és a járműgyártás területén a negyedik ipari forradalomhoz (Ipar 4.0) kapcsolódóan az additív gyártás és a lézertechnológia” – hangsúlyozta Markovits Tamás, a BME Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar (KJK) Gépjárműtechnológia Tanszék tanszékvezető-helyettese, egyetemi docense, hozzátéve, hogy több olyan autóipari beszállítóval van együttműködésük, amelyeknél jelenleg is zajlik kutatás-fejlesztés.

A BME 2015 és 2018 szeptembere között a Gazdaságfejlesztési és Innovációs Operatív Program (GINOP) keretében dolgozik együtt az autóiparnak fémcsöveket szállító FHL Björn Hungary Kft.-vel. A „Járműipari alkatrészgyártásnál használt innovatív forrasztási technológia kutatása és fejlesztése” elnevezésű projekt során az alumíniumforrasztási folyamat fejlesztése a cél. A szakmai eredményektől a felek azt várják, hogy az innovatív eljárással előállított termékek minősége, megbízhatósága tovább javul, miközben a vevőkör bővülésére is számítanak.

A tanszéken zajló munkának évek óta kiemelkedő kutatási területe a járműgyártáshoz kapcsolódó lézertechnológia, azon belül is a különféle kötéstechnológiák és kölcsönhatásainak vizsgálata. Markovits Tamás szerint a lézersugaras alumíniumforrasztás technológia összefüggéseivel kevesen foglalkoznak, így azt valószínűsítette, hogy ezért is kereshette meg a cég a tanszéket a pályázathoz. A megvalósuló projektről elmondta: először a jelenlegi forrasztástechnológia lehetőségeit és korlátait tárták fel, aztán feltérképezték az alkalmazható új, innovatív megoldásokat, majd az ezek vizsgálatakor kapott eredmények alapján kiválasztották a legmegfelelőbbet. Végül következett az új forrasztási technológia megtervezése. A megvalósítás jelenleg is tart, amelynek során bevezetik a kifejlesztett módszereket.

A lézer elnyelődés vizsgálat 

A kutatás első lépéseként elemezték a meglévő forrasztási technológiát a kötés minősége, a termelékenység, a környezetvédelem, a megbízhatóság és a gazdasági szempontok szerint. Ez alapján vették górcső alá az egyes rendszerelemeket és folyamatokat. Az alumíniumforrasztási folyamat több fázisból áll, és ebben a projektben négy területtel foglalkoztak a szakemberek.

Első területként vizsgálták az alkatrészek előkésztését, ezen belül a mosástechnológiát, ahol az új megoldás kiválasztásában a környezetvédelmi szempontok is jelentős szerepet játszottak.

Második területként a forrasztásnál alkalmazott hőforrásokkal foglalkoztak, ezen belül a lángforrasztással, a kemencés technológiával, az indukciós forrasztással és a lézertechnológiával is.

A harmadik terület a forrasztási folyamatfelügyelet legmegfelelőbb kialakítása volt.A hátralévő munkában a forrasztás célirányosan kiválasztott jellemzőjét az erre a legalkalmasabbnak bizonyult módszerrel figyelik meg. Ennek révén szabályozott módon valósulhatnak meg a szükséges beavatkozások, pl. a hevítés módosítása.

A negyedik kutatási terület céljaként a forrasztott kötések jelenlegi vizsgálati módszerének továbbfejlesztését fogalmazták meg, amely lehetővé teszi a megbízhatóbb, informatívabb és roncsolásmentes kötésvizsgálatokat.

A kutatás eredményeként létrejött új elemeket tartalmazó gyártástechnológia olyan új ismeretanyag megszerzését is lehetővé tette, amely a meglévő és a jövőbeni alkatrészek esetében képessé teszi a céget az új tudás felhasználására, ezzel tovább növelve a versenyképességét – ecsetelte a fejlesztés egyik jelentőségét Markovits Tamás.

Forrasztott kötés szerkezete

Az alumínium alkatrészek autóipari felhasználása szempontjából az autóipari trendek igen kedvezőek, hiszen amíg 1990-ben átlagosan 50 kg alumíniumot használtak fel egy autó gyártásához, addig 2012-re ez a szám 140 kg-ra nőtt. A jövőben a trend folytatása várható. Egy nemzetközi tanulmány (2015 North American Light Vehicle Aluminium Content) szerint míg 2015-ben 6,6%-volt az alumíniumfelhasználás aránya az autóiparban, addig 2025-re 26,6% is lehet. Az ugrásszerű növekedést főként a környezetvédelmi előírások szigorítása idézheti elő, amely egyre kötöttebb emissziós szabályokat állít az autógyártók elé. A korlátozást a legkézenfekvőbb módon a járművek súlyának csökkentése révén lehet kiküszöbölni, ezért is jut egyre fontosabb szerep az acélhoz képest harmadannyi súlyú alumíniumnak. A fejlesztés maga után vonja az üzemanyag-fogyasztás mérséklését is, miközben a gépkocsik menetdinamikája javul, ami a vásárlók számára is fontos szempont.

„Amennyire a titkosítási megállapodások lehetővé teszik, a hallgatókat is igyekszünk bevonni az ehhez hasonló kutatásokba, hiszen így a gyakorlatban is látják, amiről korábban az órákon hallottak. Ez jó lehetőség arra, hogy naprakész információkhoz jussanak, ugyanakkor én szintén sok gyakorlati tapasztalatra tehetek szert a tudományos munkából, amelyet aztán átadok a fiataloknak az egyetemi óráimon” – fogalmazott Markovits Tamás. Hozzáfűzte: „a szakmai tudás megszerzésén kívül az iparban bevett munkamódszereket is megismerhetjük a cégeknél. Mindkét fél számára fontos a személyes kapcsolat: a Műegyetem és a vállalatok oldaláról is nyitottság van a kutatáson kívül az oktatásban való együttműködésre”. Végül, sok szakdolgozat és diplomaterv téma születik az ehhez hasonló projektekből – zárta a beszélgetést a tanszékvezető-helyettes.

PI - GI

Fotó: Markovits Tamás