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May 03, 2023

사출 랩 리벳팅

셀프 피어싱 리벳팅과 인젝션 랩 리벳팅 셀프 피어싱 리벳팅(오른쪽)은

셀프 피어싱 리벳팅과 인젝션 랩 리벳팅

셀프 피어싱 리벳팅(오른쪽)은 두 장 이상의 재료를 고정하기 위한 냉간 접합 공정입니다. 조립하는 동안 리벳은 제어된 힘으로 재료 스택으로 들어가 상단 레이어를 관통합니다. 리벳은 다이의 영향으로 하단 레이어나 시트로 방사형으로 확장되어 강력한 기계적 인터록을 형성합니다. 리벳은 마지막 재료를 뚫지 않습니다.

사출 랩 리벳팅(왼쪽)도 비슷하지만 접합 원리는 파손이나 표면 형성 없이 가소성과 마찰을 기반으로 합니다. 이 프로세스에는 두 번의 연속 작업이 포함됩니다. 먼저 하부 시트에 더브테일 링 구멍을 가공합니다. 그런 다음 반관형 리벳을 위쪽 시트를 통해 아래쪽 시트의 구멍으로 밀어 넣습니다.

일러스트레이션 제공: 리스본 대학교

연구원들은 알루미늄 시트의 더브테일 구멍이 리벳의 자루 길이가 흘러들어가는 다이 캐비티처럼 거동한다는 것을 발견했습니다. 리벳은 경사각이 15도와 30도인 구멍을 완전히 채웠지만, 경사각이 45도인 구멍에는 채워지지 않은 재료 포켓이 보였습니다. 45도 경사각에서는 언더컷이 더 크지만 채워지지 않은 포켓은 30도와 같은 더 작은 경사각 선택을 정당화합니다. 리벳을 설치하는 데 더 적은 힘이 필요하므로 각도가 작을수록 유리합니다.

일러스트레이션 제공: 리스본 대학교

전기 테스트에 따르면 리벳 조인트는 너트와 볼트로 고정된 유사한 조인트보다 전기 저항이 덜한 것으로 나타났습니다.

일러스트레이션 제공: 리스본 대학교

사출 랩 리벳팅 공정을 위해 연구원들은 새로운 절단 도구를 발명했습니다. 이는 상부 테이블이 아래로 이동함에 따라 더브테일 구멍이 깊어지도록 점진적으로 열리는 스프링으로 제어되는 두 개의 경사 커터로 구성됩니다. 이 공구는 드릴링 머신이나 밀링 머신에 쉽게 부착할 수 있습니다.

일러스트레이션 제공: 리스본 대학교

버스 바는 전기 자동차의 필수 구성 요소입니다. 이 금속 스트립 또는 바는 고에너지 배터리 팩에서 전기 모터 및 기타 장치로 전력을 효율적으로 분배합니다. 일반적으로 절연되지 않은 버스 바는 절연 기둥에 의해 공기 중에서 지지될 만큼 충분한 강성을 가져야 합니다. 이는 도체를 냉각시키는 데 도움이 되며 엔지니어는 새로운 접합부를 만들지 않고도 다양한 지점을 활용할 수 있습니다.

버스 바는 일반적으로 구리 시트를 스탬핑하여 생산됩니다. 그러나 알루미늄은 구리보다 가볍고 저렴하기 때문에 엔지니어는 해당 금속을 버스 바에 사용하고 싶어합니다. 이 아이디어의 유일한 문제점은 알루미늄이 전기 저항이 더 크기 때문에 구리보다 전류 전달 용량이 적고 임피던스가 높다는 것입니다.

두 가지 장점을 최대한 활용하기 위해 엔지니어들은 두 금속을 모두 사용하는 버스 바 어셈블리를 개발하고 있습니다. 이러한 하이브리드 버스바는 구리의 우수한 전기 전도성과 알루미늄의 낮은 밀도 및 비용을 결합합니다.

물론 하이브리드 버스바를 만들려면 전기적 중단을 일으키지 않고 두 재료를 쉽고 효과적으로 연결하는 방법에 대한 과제가 제기됩니다. 기존 옵션은 거의 전적으로 나사식 패스너와 용접 기술로 구성됩니다.

나사식 패스너는 높은 신뢰성과 조립 및 분해의 용이성으로 인해 가장 널리 사용되는 기술입니다. 그러나 패스너는 불균일한 접촉 압력을 생성하여 전류 흐름을 왜곡할 수 있습니다. 기계적 및 열적 부하로 인해 나사형 패스너가 느슨해져서 전기적 중단이 발생할 수 있습니다. 그리고 패널 보드와 부스웨이 인클로저는 나사형 패스너를 위한 제한된 공간을 제공합니다.

구리와 알루미늄을 용접하는 주요 기술은 레이저 용접과 마찰교반점용접이다. 그러나 용접의 효율성은 두 재료의 서로 다른 화학적, 기계적 및 열적 특성과 단단하고 부서지기 쉬운 금속간 화합물의 생성으로 인해 제한됩니다.