Join'EM: Verbinden van koper en aluminium via elektromagnetische velden

Doel van het project

Het JOIN’EM project focust zich op het oplossen van de huidige tekortkomingen van de traditionele lastechnologieën voor het verbinden van ongelijksoortige metaalcombinaties, en richt zich op het creëren van een kosten-efficiënte en toepasbare manier om aluminium en koper te verbinden. Lassen d.m.v. electromagnetisch vervormen (EMF), ook wel elektromagnetisch puls lassen genaamd, is een veelbelovende innovatieve technologie en kan gebruikt worden voor lassen van gelijksoortige en ongelijksoortige materiaalcombinaties, inclusief deze die moeilijk of zelfs onmogelijk te verbinden zijn via traditionele processen. De verbinding wordt gevormd zonder warmte, maar dankzij de impact van de te verbinden delen.

Ontwikkeling en implementatie van elektromagnetisch lassen zal ontwerpers de kans geven om ongelijke materialen te combineren of nieuwe materialen te integreren. Dit zal een sterke toename van de performantie tot gevolg hebben en zal nieuwe opportuniteiten demonstreren voor andere potentiële toepassingen, zoals in de sectoren van elektriciteit, verwarming en koeling, automobiel en transport, witte producten, air-conditionering en hoog-vermogen elektronika, waardoor deze industrieën de kans krijgen om de nieuwe trends in productontwerp te volgen en onderdelen en producten te vervaardigen op het hoogste niveau.

De nieuwe verbindingstechnologieën zullen ook helpen bij het realiseren van verbeterde lichtgewicht ontwerpen met meer gewichtsvermindering en een betere prestatie. Dit zal het energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen verminderen, wat een zeer belangrijke eis is voor de industrie, zoals bij de productie van auto’s, waarbij een vermindering van 100 kg kan resulteren in zowel een brandstofbesparing van 300 tot 800 liter over de levensduur van de wagen, als het verminderen van de CO₂-uitstoot met 9 gram per kilometer.

Het project zal het gebruik van de natuurlijke bron, koper, optimaliseren in het voordeel van de industrie

Door zijn uitstekende thermische en elektrische eigenschappen, is koper het derde meest gebruikte materiaal in de wereld. Het doel van JOIN’EM is het verminderen van de consumptie van dit hoge-kostenmateriaal door het gedeeltelijk te vervangen door aluminium, dit met een belangrijk kostenvoordeel. Met het huidige kennis van de reserves en de verwachte consumptie, denkt men dat koper duurder zal worden en moeilijker te verkrijgen zal zijn, waardoor een extra kostenprobleem gecreëerd wordt voor fabrikanten. Dus zelfs als de vervanging van koper door aluminium maar gedeeltelijk kan gebeuren, zal het een blijvend effect hebben op de industrie.

Doel van het project

JOIN’EM zal in het bijzonder:

• Innovatieve methodes ontwikkelen voor het verbinden van ongelijksoortige metalen, wat een optimale vervaardiging toelaat van nieuwe producten. Deze innovaties zullen ook een verhoogde productbetrouwbaarheid, een langere levensduur van de onderdelen en verbindingen opleveren, gecombineerd met een vermindering van onderhoudskosten.
• Een verhoogd gebruik van ongelijksoortige metaalcombinaties vergemakkelijken.
• De productiviteit verhogen en de kosten verlagen voor het realiseren van hybride onderdelen a.d.h.v. elektromagnetisch lassen: het verbinden gaat sneller, efficiënter en robuuster, met een goedkoper productieproces en een betere kwaliteit tot gevolg.
• Het behalen van lagere levenscycluskosten van een product.
• Het gebruik van milieuvriendelijke processen mogelijk maken. Dit proces heeft geen fluxen of beschermende gassen nodig en produceert geen schadelijke rook, dampen of slak, waardoor de impact op het milieu vermindert.

Vooruitblikken naar de toekomst van het elektromagnetisch lassen

Naast deze toepassing, zal het project ook kijken naar de overdraagbaarheid van de resultaten naar andere materiaalcombinaties die van belang zijn voor de industriële sectoren die te maken hebben met multi-materiaalproducten. JOIN’EM zal flexibele en kostenefficiënte verbindingsprocessen ontwikkelen en demonstreren voor ongelijksoortige metaalcombinaties, voor dewelke bewezen is dat de momenteel beschikbare conventionele verbindingstechnologieën inadequaat zijn.

Partners

De project partners zijn : Fraunhofer IWU; Belgisch Instituut voor Lastechniek (BIL); PFT Innovaltech; Armines/Mines Douai (ARMINES); Research Center for non-destructive testing GmbH (RECENDT); Phimeca Engineering S.A. (PHIMECA); Vertech Group SARL (VERTECH); European Federation for Welding, Joining and Cutting (EWF); Whirlpool Europe SRL (WHIRLPOOL); Calyos SA (CALYOS); NOVATIUM SL. Industry (CEGASA); Alke SRL (ALKE), Refco nv (REFCO); Institut Catholique d’Arts et Métiers (ICAM).