Duitsland – Bedrijfsmachines – hybride Rührreibschweißanlage (FSW Anlage)

Preamble

De Helmholtz-Zentrum Hereon GmbH (Hereon) is een non-profit onderzoeksinstelling en een van de 18 lidinstituten van de Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e. V. De kosten van Hereon worden voor 90% door de federale overheid (BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung) en voor 10% door de vier consortialanden (Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersachsen en Brandenburg) gefinancierd. De statuten van de maatschappij behelzen het verrichten van multidisciplinair onderzoek en ontwikkeling, met name op de gebieden van materialenonderzoek, kust-, klimaat- en milieuforschung en regeneratieve geneeskunde.

Technische beschrijving: Voorlopig ontwerp van de prestatiebeschrijving voor de aankoop van een hybride rührreibschweißanlage (FSW installatie)

De prestatiebeschrijving van een hybride FSW-installatie (rührreibschweißen) omvat de technische specificatie voor het verbinden van materialen in de vaste fase en omvat typisch de kerngebieden mechanica/krachtopname, procesregeling en kwaliteitscontrole. Gedetailleerde procesbewaking maakt het mogelijk om langdurig hoogwaardige datasets op te nemen voor de ontwikkeling van digitale tweelingen en live feedback in de procesbesturing. Ontwerp voor hoge axiale krachten en voorschubkrachten bij minimale machinale buigzaamheid.

Technische hoofdkenmerken

- Maschinentyp: Stijve C-frame constructie (kombineerbaar met frezenbewerking) in dubbelspindeluitvoering. Frame ontworpen voor 200kN axiale kracht

- Lengte van het lasbord (X-as) Hoofdlasrichting (gewenst 5,5 m) en optie voor uitbreiding

- Tafelbreedte (Y-as) 2m

- Tafelhoogte max. 1,10m

- Verplaatsingsweg bovenste spindel (Z-as): min. 600 mm (werkhoogte min.: 600mm ten opzichte van het werkpunt)

- Tafel met uitsparing voor onderste spindelmodule; met uitwisselbare plaat om de spleet voor onderste werkstuk aan te passen

- Las snelheid: tot max. 6 m/min = 100 mm/s

- Optie voor voorlooprol met krachtregeling

- Dubbelspindelconcept: Drehmomentsterke FSW-spindels voor draaiende gereedschappen met variabele snelheid en nauwkeurige positie-regeling. De bovenste spindel moet uitwisselbaar zijn met training van Hereon-personeel door de fabrikant, om in de toekomst bijvoorbeeld over te schakelen op een spindel voor hogere krachten en hogere koppelkrachten bij lagere snelheid (bijvoorbeeld 200kN, 2000Nm, 3000rpm)

Koordinatensysteem bovenste spindelsysteem (x, y, z) en onderste spindelsysteem (u, v, w); x en u moeten dezelfde prestatiegegevens voldoen om synchron te lopen.

Rondloop max. 0,02 mm

o Spindel 1 (bovenste spindel): deze spindeleenheid is boven op de verticale as geplaatst, zodat het rührreibschweißgereedschap de te verbinden materialen van boven bereikt.

Gevraagde procesvarianten:

- FSW - Friction Stir Welding (rührreibschweißen)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (staande schouder rührreibschweißen)

- Terugtrekbare sonde - Terugtrekbare lasstift

- BT-FSW - Bobbin tool FSW (dubbele schouder rührreibschweißen)

- SSBT-FSW - Stationary Shoulder bobbin tool FSW (staande dubbele schouder rührreibschweißen)

- HBT-FSW- Hybrid Bobbin Tool FSW (Hybride dubbele schouder rührreibschweißen) waarbij beide schouders met onafhankelijke snelheden kunnen worden bedreven.

- Adititive Friction Stir Deposition (AFSD) (Reibauftragsschweißen met Schulter)

- Continu materiaalvoer optioneel

- Optie: Refill Friction Stir Sport Welding (ReFSSW)

- Eisen (alle krachten ten opzichte van het werkpunt):

- Axiale kracht Fz: 100 kN

- Kracht in lasrichting Fx ofwel kracht loodrecht op de lasrichting Fy: radiaal 35 kN

- Krachtmoment: min. 1000 Nm

- Snelheid lasstift/onderste schouder: min. 6000 rpm

- Vermogen van de spindel: ~70 kW

- Axiale kracht op de lasstift min. +/-35 kN

- Inlasdiepte: 25 mm

- Terugtrekking voor terugtrekbare lasstift (eng. retractable probe); afzonderlijke stift-as

- Instellingshoek: +/- 5° handmatig / geautomatiseerd in x-as

- Koeling gereedschap (2,5 - 3 kW koelvermogen)

- Beschermgastoevoer

- Module AFSD min. 35kN voor 2 consumables, elk min. 500mm lengte; 10 tot 15mm diameter

o Spindel 2 (onderste spindel):

- Procesvarianten:

- FSW - Friction Stir Welding (rührreibschweißen)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (staande schouder rührreibschweißen)

- Eisen:

- Axiale kracht Fz: min. 100 kN

- Kracht in lasrichting Fx ofwel kracht loodrecht op de lasrichting Fy: radiaal min. 35 kN

- Krachtmoment: min 1000 Nm

- Snelheid lasstift/onderste schouder: min. 6000 rpm

- Vermogen van de spindel: ~70 kW

- Verplaatsingsweg axial: +/- 15 mm

- Beschermgastoevoer

- Koeling gereedschap (2,5 - 3 kW koelvermogen)