Vokietija – Pramoninės mašinos – hybride Rührreibschweißanlage (FSW Anlage)

Préambulė Helmholtz-Zentrum hereon GmbH (Hereon) yra labdaros mokslinių tyrimų įstaiga ir viena iš 18 Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e. V. narių. Hereon išlaidas sudaro 90% federalinių (BMBF - Federalinis Švietimo ir Tyrimų Ministerija) ir 10% konsorciumo šalių (Šlezvig-Holšteinas, Hamburgas, Žemutinė Saksonija ir Brandenburgas) finansavimas. Įstaigos statutinė užduotis yra vykdyti daugiašalį tyrimų ir plėtros darbus, ypač materialų tyrimų, pakrančių, klimato ir aplinkos tyrimų bei regeneratyvinės medicinos srityse. Techninė aprašymas: Pirmasis projektas, skirtas įsigyti hibridinę kaitinamąją varžomąją svietimo įrenginį (FSW įrenginį) Techninės reikalavimai hibridinei FSW įrenginiui (kaitinamasis varžomasis svietimas) apima techninę specifikaciją medžiagų jungimui kietameje fazėje ir paprastai apima pagrindinius mechanikos, procesų reguliavimo ir kokybės kontrolės sričius. Detašlinta proceso stebėjimo galimybė ilgalaikiai leidžia surinkti aukštos kokybės duomenų rinkinius, skirtus digitalių dvynų kūrimui ir gyvojo atsiliepimo procesų valdymui. Išdėstymas aukštoms aksialinėms jėgoms ir judėjimo jėgoms su minimalia mašinų lankstumu.

Techniniai pagrindiniai bruožai

- Mašinos tipas: Stiprus C-Frame konstrukcija (galima kombinuoti su frėzavimu) su dvigubą spindelį. Rėmas suprojektuotas 200 kN aksialine jėga

- Svietimo stalo ilgis (X- ašis) pagrindinė svietimo kryptis (norima 5,5 m) ir galimybė plėsti

- Stalo plotis (Y- ašis) 2 m

- Stalo aukštis iki 1,10 m

- Viršutinio spindelio judėjimo kelias (Z- ašis): ne mažiau kaip 600 mm (darbo aukštis ne mažiau kaip 600 mm nuo įrankio viršūnės)

- Stalas su iškilmėmis žemiau spindelio modulio; su keičiamuoju plokšteliu, kad būtų galima pritaikyti spąstą žemiau įrankio

- Svietimo greitis: iki 6 m/min = 100 mm/s

- Galimybė su pradinės varžos su jėgos reguliavimu

- Dvigubas spindelio koncepcija: didelės momentinės FSW spindelės su suktinamais įrankiais su kintančia sukimosi greičiu ir tikslia pozicijos reguliavimu. Viršutinė spindelė turi būti keičiama, su Hereon personalo mokymu, siekiant ateityje pakeisti į spindelę su didesnėmis jėgomis ir didesniu momentu su mažesniu sukimosi greičiu (pvz., 200 kN, 2000 Nm, 3000 rpm)

- Koordinatų sistema viršutinė spindelės sistema (x, y, z) ir žemiau spindelės sistema (u, v, w); x ir u turi atitinkamai atitikti tą pačią galimybę, kad būtų galima synchronizuoti

- Apkaitos mažiau nei 0,02 mm

- Spindelis 1 (viršutinė spindelė): ši spindelės vienetė yra išdėstytas viršuje vertikaliosios ašies, kad kaitinamasis varžomasis svietimo įrankis galėtų pasiekti jungiamą medžiagą iš viršaus

- Reikalaujamos proceso variantai:

- FSW - Friction Stir Welding (kaitinamasis varžomasis svietimas)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (stovintis peties kaitinamasis varžomasis svietimas)

- Retractable Probe - Atitraukiamas svietimo stiftas

- BT-FSW - Bobbin tool FSW (dvigubas peties kaitinamasis varžomasis svietimas)

- SSBT-FSW - Stationary Shoulder bobbin tool FSW (stovintis dvigubas peties kaitinamasis varžomasis svietimas)

- HBT-FSW - Hybrid Bobbin Tool FSW (hibridinis dvigubas peties kaitinamasis varžomasis svietimas), kur abu petys gali veikti su nepriklausomais sukimosi greičiais

- Adititive Friction Stir Deposition (AFSD) (kaitinamasis varžomasis svietimas su petimi) - galima neperstojama medžiagų tiekimo sistema

- Galimybė: Refill Friction Stir Sport Welding (ReFSSW)

- Reikalavimai (visos jėgos nurodytos įrankio viršūnės):

- Aksialinė jėga Fz: 100 kN

- Jėga svietimo kryptimi Fx arba jėga statmenai svietimo kryptimi Fy: radialinis 35 kN

- Momentas: ne mažiau kaip 1000 Nm

- Sukimosi greitis svietimo stifto/žemiau peties: ne mažiau kaip 6000 rpm

- Spindelio galia: ~70 kW

- Aksialinė jėga svietimo stiftui ne mažiau kaip 35 kN

- Svietimo gylis: 25 mm

- Atitraukimas atitraukiamam svietimo stiftui (angl. retractable probe); atskira stifto aš