Nemecko – Priemyselné mechanizmy – hybride Rührreibschweißanlage (FSW Anlage)

Preludium

Helmholtz-Zentrum hereon GmbH (Hereon) je nezisková výskumná inštitúcia a jedna z 18 členov spoločnosti Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e. V. Výdavky Hereon sú financované z 90% zo strany federálneho ministerstva (BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung) a 10% od štyroch konsorciálnych krajín (Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersachsen a Brandenburg). Podľa stanov spoločnosti je jej úlohou vykonávať výskum a vývoj v multidisciplinárnom zväzku, predovšetkým v oblastiach materiálového výskumu, výskumu pobrežia, klimatu a životného prostredia, ako aj regeneratívnej medicíny.

Technický popis:

Predbežný návrh výkazu výkonov pre nákup hybridnej rýchlovárečnej svařovacej zariadenia (FSW zariadenie)

Popis výkonu hybridnej FSW zariadenia (rýchlovárečné svařovanie) zahŕňa technické špecifikácie pre spojovanie materiálov v pevnej fáze a typicky zahŕňa základné oblasti mechaniky/absorpcie síl, riadenia procesu a zabezpečenia kvality. Podrobné monitorovanie procesu umožňuje dlhodobé získavanie vysoko kvalitných datových sád pre vývoj digitálnych dvojníkov a live feedback v riadení procesu. Konštrukcia je navrhnutá na vysoké axiálne sily a posuvné sily pri minimálnej strojovej pružnosti.

Hlavné technické vlastnosti

- Typ stroja: tuhá C-ramenová konštrukcia (kombinovatelná s frézovaním) v dvojspindlovom spracovaní. Rameno je navrhnuté na 200 kN axiálnu silu

- Dĺžka svařovacieho stola (X-osa) hlavné svařovacie smerovanie (požadované 5,5 m) a možnosť rozšírenia

- Šírka stola (Y-osa) 2 m

- Maximálna výška stola 1,10 m

- Prechodový chod horného spindlu (Z-osa): minimálne 600 mm (minimálna pracovná výška: 600 mm od špice nástroja)

- Stol s výrezom pre spodný spindlový modul; s výmennou doskou, aby sa späť adaptoval na spodný nástroj

- Rýchlosť svařovania: max. 6 m/min = 100 mm/s

- Možnosť predbežnej role s riadením sily

- Dvojspindlový koncept: silné FSW spindle pre rotujúce nástroje s variabilnou rýchlosťou a presnou riadenou polohy. Horný spindel by mal byť výmenný s výcvikom Hereon personálu od výrobcu, aby sa v budúcnosti mohlo napríklad prejsť na spindel pre vyššie sily a vyššie krútiaci momenty pri nižšej rýchlosti (napr. 200 kN, 2000 Nm, 3000 rpm)

- Koordinátny systém horného spindlového systému (x, y, z) a spodného spindlového systému (u, v, w); x a u musia splňať rovnaké výkonové dáta, aby mohli synchronne behať

- Koleso max. 0,02 mm

o Spindel 1 (horný spindel): Táto spindlová jednotka je umiestnená na vertikálnej ose, takže rýchlovárečný svařovací nástroj dosiahne materiál, ktorý sa má spojovať zhora.

Požadované procesné varianty:

- FSW - Friction Stir Welding (rýchlovárečné svařovanie)

- SS-FSW - Stationary Shoulder FSW (stojaci rameno rýchlovárečného svařovania)

- Retractable Probe - Odťahovateľný svařovací štift

- BT-FSW - Bobbin tool FSW (dvojramenné rýchlovárečné svařovanie)

- SSBT-FSW - Stationary Shoulder bobbin tool FSW (stojaci dvojramenný rýchlovárečný svařovací nástroj)

- HBT-FSW - Hybrid Bobbin Tool FSW (hybridný dvojramenný rýchlovárečný svařovací nástroj), kde obidva ramená môžu byť prevádzané s nezávislými rýchlosťami otáčania

- Adititive Friction Stir Deposition (AFSD) (rýchlovárečné svařovanie s ramenom) - kontinuálna vedenie materiálu voliteľné

- Voliteľne: Refill Friction Stir Sport Welding (ReFSSW)

- Požadované (všetky sily sú od špice nástroja):

- Axiálna sila Fz: 100 kN

- Sila v smere svařovania Fx alebo sila kolmá na smer svařovania Fy: radiaľna 35 kN

- Krútiaci moment: min. 1000 Nm

- Rýchlosť otáčania svařovacieho štiftu/ spodného ramena: min. 6000 rpm

- Výkon spindlu: ~70 kW

- Axiálna sila na svařovací štift min. +/- 35 kN

- Hĺbka svařovania: 25 mm

- Odťah pre odťahovateľný svařovací štift (eng. retractable probe); samostatná štiftová osa

- Nastaviteľný uhol: +/- 5° manuálne/automatizované v x-ose

- Chladenie nástroja (2,5 - 3 kW výkon chladenia)

- Prívod ochranného plynu

- Modul AFSD min. 35kN pre 2 spotrebné, každý min. 500 mm dĺžky; 10 až