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電導部品のTOX接合

08/05/2019
  • The TOX®-TWINpoint enables a joint which is secured against rotation
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    The TOX®-TWINpoint enables a joint which is secured against rotation
  • 6 mm TOX®-eClinch Point for contacting copper and aluminium
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    6 mm TOX®-eClinch Point for contacting copper and aluminium
  • Several eTWINpoints as well as an eRound-Point within a car pre-fuse box
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    Several eTWINpoints as well as an eRound-Point within a car pre-fuse box

製造現場の自動化は、多様な用途に適用でき、コスト削減や省エネも実現しますが、自動車生産における課題は多くあります。
クリンチングは、機械的にかしめを行う連続成形プロセスで薄板金属を接合する、効率的なソリューションです。
これは、1つの行程で、複数のポイントを同時に生成することができる、画期的工法です。

幾つかの利点を組み合わせる事により、材料表面を損傷することはなく、板金の厚さ、品質および表面状態を保つ最適な工法です。
さらに、複数層の接合も可能です。
溶接やはんだ付けとは異なり熱を加えないため、ワークに歪みが生じません。
さらに、熱に敏感な材料、プラスチックハウジングなどでも、損傷を受けることなく、金属接合部の近くにこれらの部品があっても影響を受けることがありません。

また熱を加えない加工方法の為、工程のモニタリングも容易です。
「このクリンチング接合は、電気伝導性という特性にとってもとても優位にあります。」
Dr.Wolfgang Pfeiffer, TOX® PRESSOTECHNIK GmbH & Co. KG の管理責任者

検証:TU Dresdenの専門家は、他の研究プロジェクトで、銅およびアルミニウム材料のための形成された継手の電気的特性を他のものの中で分析し、クリンチポイントにおける最適で長期安定な導電率のための条件を定義し、
接合部のの精密な観察により、eClinch点の良好な導電性の一つのを明らかにしています。
プレス工程により、確実な結合、摩擦接続に加えて、金属微小接触の形態で結合する部分的な物質も存在、「接合された薄板金属は、実質的に一緒に流れ、その結果、最適に導電性を持つ構造になる」と、Dr. Pfeifferは強調しています。

長期的に導電接続を確立することはまだ明らかではないながらも、
「腐食、緩和、沿面溶解、機械的または熱的衝撃の下で、導電率は著しく低下する。」との観点から、接着、溶接、はんだ付けまたはねじ付けのような他の接続タイプと比較して、クリンチングは明らかに利点を有しています。
付加的な材料を必要とせず、表面が切断されず、何らかの変形を伴って流れることにより材料特性が保持されるからです。

絶縁性の金属間化合物相を作ることないので、バッテリーモジュールでよく使用される材料の組み合わせである、銅とアルミニウムを接合も可能です。
またこの冷間成形技術は、入熱のない敏感な電池セルの接合にも適しています。

さらに、TOX® PRESSOTECHNIKが開発した工法では、有効接合面がほぼ2倍になります。これにより、他の接合プロセスより接合部の導電性が大幅に向上します。
「これらの利点を生かすためには、いくつかの構成上のルールがあります。」とDr. Pfeifferは強調しています。接合部の電導性を保つために、TOX® PRESSOTECHNIKでは、例えばeTWINpointツールを使って、2つのeClinchポイントを互いに近い位置に設定することを推奨します。加えられた剪断張力と交差張力の値はそれほど重要ではありませんが、それでも低い値を保つ必要があります。さらに、残留底部厚さを示す特定のX寸法を遵守しなければなりません。「ここで決定的なのは、eClinchツールの正しい設計です。」
技術センターでシステム納入前にこれを確認し、結果を文書化します。さらにここで、板金材料の正確な総厚と延性、およびツールの状態に関してeClinchポイントを調べます。永久的なモニタリングを可能にするために、TOX® PRESSOTECHNIKは、工程において必要なパラメータをチェックするシステムを開発しました。荷重センサーは、接合プロセス中の出力を測定、測長センサーは、シリンダの動きによって残留底厚/コントロールXの測定。「これにより、強度に加えて、各電気接続の導電性も保証しています。」

工程においての注意事項として、機械的または熱的ストレスによってマイクロ接触ゾーンが溶解する場合-最高温度が90℃を超えないようにしてください-リラクゼーションが発生する可能性があります。
抵抗に達すると、大電流の場合には局所的に激しい熱が発生し、接合部の破損につながる可能性があります。このような損傷の進行は、どのような代替プロセスでも起こりえます。
そのため、電気接点には注意を払う必要があります。リスク意識とリスクファクターを最小化する方法の知識は、最終的に安全なプロセスにとって決定的に重要です。

正しい構造、供給されるツールのチェック、生産におけるプロセスモニタリングから出発する対策トータルで、eClinchingを電子部品の効率的で安全な接合プロセスにします。
「当社のeClinchポイントにより、エネルギー移転のための長期安定ジョイントの電気産業の要求に応えています。」

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