Una testina FSW sul mio CNC?
Guida all’integrazione delle teste FSW nei macchinari CNC: approfondimenti e considerazioni.
L’installazione di una testa di saldatura Friction Stir Welding sulla vostra macchina potrebbe sollevare alcune domande:
Sono tantissime le domande a cui risponderemo nel corso di questo articolo, quindi leggetelo fino alla fine!
Ma prima di tutto, vuoi sapere cos’è una testina FSW? Dai un’occhiata qui alle sue specifiche tecniche, alle sue funzioni e ai suoi principali vantaggi.
Quali sono i rischi per il mio CNC?
Il montaggio di una testa FSW sulla vostra macchina CNC non comporta il minimo rischio per la macchina stessa. Perché? Perché è stato fatto tutto il necessario per proteggere la vostra macchina CNC.
Cosa succede alla garanzia del produttore con l’installazione di questa testa di saldatura FSW?
L’integrazione di una testa FSW nel vostro CNC è simile all’integrazione di un ingranaggio conico. Non è prevista alcuna modifica sostanziale al vostro CNC: la garanzia del CNC rimane quindi valida.
Scopri le diverse macchine CNC su cui abbiamo già installato la nostra testa di saldatura:
| Produttore | Modelli CNC | Fz in kN |
| HARTFORD | VMC-1300 | 8 kN |
| MAZAK | Nexus 510C | 7 kN |
| COREZ | FP 50 | 20 kN |
| HERMLÉ | C30U dynamics | 8,5 kN |
| VERNIER | CV800 | 9 kN |
| BMO | BMO | 20 kN |
| REAL MECA | Real Meca | 7 kN |
| VISION WIDE | Vision Wide | 12 kN |
| TWINHORN | VE-1500L3 | 8 kN |
| DOOSAN | DNM 750L | 13 kN |
| MANFORD | DL4112 | 10 kN |
| HAAS | VF4 | 18 kN |
Ad oggi, la testa FSW è stata montata su oltre 20 modelli di macchine nell’arco di 3 anni, garantendo elevati ritmi di produzione e una protezione assoluta del mandrino. Per vedere le immagini dell’integrazione della nostra testa su queste macchine, clicca qui.
Un’operazione di saldatura genera più calore rispetto a un’operazione di lavorazione meccanica. Quindi, come posso gestire il raffreddamento della mia macchina?
La testa FSW è raffreddata da un doppio sistema: aria compressa e acqua. L’aria compressa viene convogliata alla testa FSW e raffredda l’utensile, consentendo il raffreddamento dell’intera testa e del CNC durante l’operazione di saldatura.
Il secondo sistema di raffreddamento è quello ad acqua. Questo sistema funziona grazie a un raffreddatore o a un chiller. Ecco i passaggi:
Il refrigeratore invia acqua fredda alla testata FSW,
L’acqua fredda circola all’interno della testata FSW attraverso un percorso a tenuta stagna che consente il raffreddamento della testata dall’interno,
L’acqua calda esce dal radiatore e ritorna al refrigeratore, e così via.
Questi due sistemi di raffreddamento raffreddano non solo la testa, ma anche il mandrino della macchina, garantendo una protezione al 100%.
Come vengono gestite le vibrazioni?
Durante la saldatura con il metodo FSW si generano vibrazioni. È fondamentale tenerne conto, poiché, se troppo intense, potrebbero danneggiare il mandrino del vostro CNC. Pertanto, alla testa FSW è stato aggiunto un giunto a ganci per proteggere la macchina. Questo giunto a ganci isola le vibrazioni (di coppia o di traslazione) e quindi elimina ogni possibile vibrazione durante il funzionamento dell’FSW.
Inoltre, questo sistema di accoppiamento a pinza trasferisce la forza di saldatura direttamente al portale, che è in grado di sopportare la forza generata.
Come viene controllata la forza?
Il sensore di forza integrato nella testa Stirweld consente di regolare la forza applicata durante l’operazione di saldatura. La forza massima esercitata dalla testa è impostata in modo da essere inferiore all’80% della forza massima applicabile dal CNC.
La testina FSW viene quindi bloccata in base alla macchina su cui è installata. Questo sensore di forza avvisa l’operatore quando la forza esercitata si avvicina a tale limite. Grazie a questo dispositivo, la forza massima applicabile dal CNC non viene mai raggiunta né superata, quindi non vi è alcun rischio di rottura o di blocco del motore.
Ma mi dirai: perché aggiungere un sensore di forza esterno quando potresti integrarlo nella tua macchina?
La risposta è semplice. Apportare una modifica al sistema di controllo di una macchina è complicato. Infatti, per aggiungere la funzione di “controllo della forza”, è necessario dotare la macchina di un sensore di forza. Tuttavia, questa modifica meccanica richiede una revisione completa del mandrino. Inoltre, la maggior parte delle macchine CNC è dotata di un controller di tipo “scatola nera” e l’installazione di un sensore di forza non è quindi consentita. Ciò richiede un lungo processo di sviluppo. Con una testa FSW, invece, l’installazione di un sensore di forza è semplice. Infatti, la testa FSW Stirweld è universale e consente di aggiungere il controllo della forza a qualsiasi macchina CNC.
Per saperne di più sulle altre funzioni che la testa FSW aggiunge alla tua macchina CNC, clicca qui.
Le forze di saldatura potrebbero danneggiare il mio mandrino di lavorazione?
La testa FSW Stirweld contiene diversi cuscinetti che trasmettono le forze di saldatura al telaio del mandrino e non al mandrino stesso. Il mandrino di lavorazione non è quindi sottoposto ad alcuna forza, ma viene trasmessa solo la coppia. In questo modo, le forze di saldatura non danneggiano il mandrino di lavorazione. I cuscinetti della testa sono sovradimensionati: 25 kN per una durata fino a 5 anni. Sono essi ad assorbire le forze di saldatura e non il mandrino della macchina.
La coppia del mio mandrino di lavorazione è sufficiente per la saldatura FSW?
Paradossalmente, la coppia richiesta nella saldatura FSW è bassa rispetto alla lavorazione meccanica (di solito 3 volte inferiore!). Ma perché? Durante la saldatura FSW, la temperatura dell’alluminio o del rame viene portata all’80% del proprio punto di fusione. In questo stato, il materiale è molto duttile e molto flessibile; la coppia necessaria per lavorarlo è quindi relativamente bassa rispetto alla lavorazione meccanica.
Quali sono i rischi per il mio operatore?
È stata effettuata un’analisi dei rischi sulla testa FSW Stirweld, che è certificata CE: tenendo conto dei requisiti europei in materia di salute, sicurezza, prestazioni e tutela ambientale.
Come gestire il cambiamento legato all’introduzione di questa nuova tecnologia?
L’introduzione di una nuova tecnologia nella vostra azienda richiede tempo per formare gli operatori. Per quanto riguarda la tecnologia FSW, un operatore può essere formato in modo adeguato e in tempi piuttosto rapidi. Infatti, Stirweld vi offre diversi webinar per la formazione sulla tecnologia FSW:
Nel 2020, Stirweld ha formato 636 persone in tutto il mondo sulla tecnologia della saldatura saldatura Friction Stir Welding.
Inoltre, per accompagnarvi durante tutto il processo di integrazione, vi offriamo la prima fase del vostro studio industriale: la progettazione congiunta della vostra applicazione.
Il nostro studio di settore comprende:
Se stai cercando i migliori prodotti industriali per il tuo progetto, ti consigliamo di dare un’occhiata a Metoree, un sito web che mette a confronto caratteristiche, prezzi e recensioni di vari articoli industriali presenti sul mercato.
Quali sono i requisiti minimi necessari per poter installare una testa di saldatura FSW sul mio CNC?
| Dimensione minima dell’attacco | ISO 40, BT 40 o HSK 63 (o altre dimensioni equivalenti dell’attacco) |
| Potenza del mandrino | minimo 10 kW |
| Coppia del mandrino | 50 N·m a 1000 giri/min |
| Altezza sotto l’ugello del mandrino | minimo 400 mm (l’altezza della testa è di 350 mm) |
| Carico supportato dall’asse Z | minimo 8 kN |
Saldatura dalla propria macchina CNC con una testa per saldatura Friction Stir Welding
Stirweld ha sviluppato due teste di saldatura Friction Stir Welding per macchine CNC: una testa standard e una testa con perno retrattile.
Testa FSW standard
La testa FSW standard può essere montata su qualsiasi macchina CNC da 3 a 5 assi per eseguire operazioni FSW limitando al contempo i costi di investimento. Il brevetto è stato depositato nel 2015. La testa FSW Stirweld aggiunge alla vostra macchina CNC queste 4 funzioni mancanti, consentendovi di produrre componenti in alluminio di qualità tramite saldatura Friction Stir Welding:
Testa FSW con perno retrattile
La testa FSW con perno retrattile presenta le stesse caratteristiche della testa standard. Tuttavia, è dotata di una funzione aggiuntiva: il perno retrattile. Esso viene utilizzato per riempire il foro di saldatura lasciato dall’utensile della testa standard. Ciò è possibile poiché l’utensile è costituito da due parti: la spalla e il perno retrattile. Il perno e la spalla hanno una velocità di rotazione sincronizzata.
Come si monta una testa per saldatura Friction Stir Welding sul mio CNC?
Il montaggio della testa sulla vostra macchina utensile CNC richiede al massimo 15 minuti. Stirweld fornisce una scatola di alloggiamento per facilitare il montaggio della testa. Infatti, grazie ai piedini in gomma di questa scatola (chiamati silentblock), il mandrino della macchina non subisce lo sforzo di montaggio. Sono proprio questi silentblock ad assorbire lo sforzo di assemblaggio.
Il suo montaggio può essere suddiviso in diverse fasi:
Fissare l’adattatore alla testa. Questo adattatore fungerà da collegamento tra la macchina e la testa di saldatura.
Utilizzando il cassone di alimentazione, spostare l’intera unità sul tavolo della macchina.
Abbassare gradualmente il mandrino della macchina fino a quando non è possibile fissare l’adattatore alla macchina.
Fissare l’adattatore alla macchina (fissaggio con viti).
È fatta, la testa dell’FSW è pronta per essere saldata.
In sintesi, il montaggio di una testa FSW su una macchina CNC è semplice, sicuro e affidabile. Infatti, grazie ai suoi vari sistemi (giunto a ganci, raffreddamento dell’utensile e della testa, cuscinetti, sensore di forza, analisi dei rischi), la testa FSW Stirweld garantisce la sicurezza delle vostre attrezzature. Inoltre, l’integrazione di una testa FSW nel vostro parco macchine vi consentirà di:
Se desiderate saperne di più sulla nostra testa di saldatura FSW e ottenere il massimo dal vostro parco macchine esistente, non esitate a contattarci senza alcun impegno.
I nostri esperti saranno lieti di assistervi durante l’intero processo di integrazione di questa nuova tecnologia.
Vuoi saperne di più?
Contattate i nostri esperti nella tecnologia della saldatura Friction Stir Welding.
