Niemcy – Maszyny przemysłowe – hybride Rührreibschweißanlage (FSW Anlage)

Wstęp

Helmholtz-Zentrum hereon GmbH (Hereon) to instytucja badawcza o charakterze non-profitowym i jedna z 18 członków Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e. V. Koszty Hereon są finansowane w 90% przez Bund (BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung) i w 10% przez cztery kraje konsorcjum (Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersachsen i Brandenburg). Statutowym zadaniem spółki jest prowadzenie badań i rozwoju w ramach wielodyscyplinarnego konsorcjum, zwłaszcza w dziedzinach badań materiałowych, badań nad wybrzeżami, klimatem i środowiskiem oraz medycyny regeneracyjnej.

Opis techniczny: Wstępny szkic specyfikacji usług dla zakupu instalacji do hybrydowego ściskania i mieszania (instalacja FSW)

Specyfikacja techniczna instalacji hybrydowej FSW (ściskania i mieszania) obejmuje specyfikację techniczną dla łączenia materiałów w stanie stałym i zawiera typowo obszary mechaniki/absorpcji sił, regulacji procesu oraz kontroli jakości. Szczegółowe monitorowanie procesu umożliwia w długim okresie gromadzenie wysokiej jakości zestawów danych do rozwoju cyfrowych bliźniaków i live-feedback w sterowaniu procesem. Projektowanie na duże siły osiowe i siły napędowe przy minimalnej elastyczności maszynowej.

Główne cechy techniczne

- Typ maszyny: Stiff C-Frame konstrukcja (możliwa do połączenia z obróbką frezarską) w wykonaniu podwójnej spindla. Ramę zaprojektowano na 200kN siły osiowych

- Długość stołu do spawania (oś X) głównego kierunku spawania (pożądana 5,5 m) i opcja na rozszerzenie

- Szerokość stołu (oś Y) 2m

- Wysokość stołu max. 1,10m

- Zasięg ruchu górnej spindla (oś Z): min. 600 mm (wysokość pracy min.: 600mm w stosunku do końcówki narzędzia)

- Stoł z wycięciem dla dolnego modułu spindla; z wymienną płytą, aby dostosować szczelinę dla dolnego narzędzia

- Prędkość spawania: do max. 6 m/min = 100 mm/s

- Opcja dla przedniej rolki z regulacją siły

- Koncepcja podwójnej spindla: silne spindle FSW dla obracających się narzędzi z zmienną prędkością obrotową i precyzyjną regulacją pozycji. Górna spindla powinna być wymienialna z szkoleniem personelu Hereon przez producenta, aby w przyszłości np. przejść do spindla dla większych sił i większych momentów obrotowych przy niższej prędkości obrotowej (np. 200kN, 2000Nm, 3000rpm)

- System współrzędnych górnego systemu spindla (x, y, z) i dolnego systemu spindla (u, v, w); x i u muszą spełniać te same dane wykonawcze, aby działały synchronizowane

- Okrągły bieg max. 0,02 mm

- Spindla 1 (górna spindla): ta jednostka spindla jest umieszczona na górnej osi pionowej, tak że narzędzie do ściskania i mieszania dociera do łączenia materiału od góry.

- Wymagane warianty procesu:

- FSW - Friction Stir Welding (ściskanie i mieszanie)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (stojąca ściskanie i mieszanie)

- Retractable Probe - Zmienna ściskanie i mieszanie

- BT-FSW - Bobbin tool FSW (podwójne ściskanie i mieszanie)

- SSBT-FSW - Stationary Shoulder bobbin tool FSW (stojące podwójne ściskanie i mieszanie)

- HBT-FSW- Hybrid Bobbin Tool FSW (hybrydowe podwójne ściskanie i mieszanie), gdzie obie ramiona mogą być napędzane niezależnie

- Adititive Friction Stir Deposition (AFSD) (ściskanie i mieszanie z ramieniem) - ciągła opcja przewodzenia materiału

- Opcjonalnie: Refill Friction Stir Sport Welding (ReFSSW)

- Wymagania (wszystkie siły w stosunku do końcówki narzędzia):

- Siła osiowa Fz: 100 kN

- Siła w kierunku spawania Fx lub siła prostopadła do kierunku spawania Fy: radial 35 kN

- Moment obrotowy: min. 1000 Nm

- Prędkość obrotowa ściskanie i mieszanie/ dolna ramiona: min. 6000 rpm

- Moc spindla: ~70 kW

- Siła osiowa na ściskanie i mieszanie min. +/-35 kN

- Głębokość spawania: 25 mm

- Odstęp dla zmiennego ściskanie i mieszanie; os spindla

- Kąt ustawienia: +/- 5° ręcznie / automatycznie w osi X

- Chłodzenie narzędzia (2,5 - 3 kW moc chłodzenia)

- Dostawca gazu ochronnego

- Moduł AFSD min. 35kN dla 2 zużywalnych, każdy min. 500mm długości; 10 do 15mm średnicy

Spindla 2 (dolna spindla):

- Warianty procesu:

- FSW - Friction Stir Welding (ściskanie i mieszanie)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (stojące ściskanie i mieszanie)

- Wymagania:

- Siła osiowa Fz: min. 100 kN

- Siła w kierunku spawania Fx lub siła prostopadła do kierunku spaw