Ein FSW-Kopf auf meiner Maschine ?
Navigation bei der Integration von FSW-Köpfen in CNC-Maschinen: Einblicke und Überlegungen.
Die Montage eines Rührreibschweißkopfes an Ihrer Maschine kann durchaus Fragen aufwerfen:
So viele Fragen, die wir im Laufe dieses Artikels beantworten werden, also lesen Sie ihn bis zum Ende!
Aber zuerst müssen Sie wissen, was ein FSW-Kopf ist? Werfen Sie hier einen Blick auf seine technischen Spezifikationen, Funktionen und Hauptvorteile.
Was sind die Risiken für meine Maschine ?
Die Montage eines FSW-Kopfes stellt kein Risiko für Ihre Maschine dar. Warum nicht? Es wurde alles getan, um Ihre CNC-Maschine zu schützen.
Wie sieht es mit meiner Herstellergarantie bei der Installation dieses FSW-Schweißkopfes aus?
Die Integration eines FSW-Kopfes in Ihre Maschine ist wie die Integration eines Kegelradgetriebe. Es gibt keine grundlegende Änderung an Ihrer CNC: die Maschinengarantie ist daher nicht betroffen.
Entdecken Sie die verschiedenen CNC-Maschinen, auf denen wir unseren Schweißkopf bereits montiert haben :
| Hersteller | CNC Modelle | 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 |
Bis heute wurde der FSW-Kopf in einem Zeitraum von 3 Jahren mit hohen Produktionsraten und absolutem Spindelschutz auf mehr als 20 Maschinenmodellen montiert. Um Bilder von der Integration unseres Kopfes in diese Maschinen zu sehen, klicken Sie hier.
Ein Schweißvorgang erzeugt mehr Wärme als ein Bearbeitungsvorgang. Wie verwalte ich also die Kühlung meiner Maschine?
Der FSW-Kopf wird durch ein Doppelsystem gekühlt: Druckluft und Wasser. Druckluft wird dem FSW-Kopf zugeführt und kühlt das Werkzeug und somit den gesamten Kopf und die Maschine während des Schweißvorgangs.
Das zweite Kühlsystem ist das Wasserkühlung. Dieses System arbeitet mit einem Kühler oder einer Kältemaschine. Die Bedienung ist wie folgt:
Der Kühler leitet kaltes Wasser in das Innere des FSW-Kopfes,
Der FSW-Kopf wird durch ein abgedichtetes Rohrsystem mit Wasser durchströmt, wodurch der Kopf von innen gekühlt werden kann,
Heißes Wasser kommt aus dem Kopf und kehrt zum Kühler zurück und so weiter.
Diese beiden Kühlsysteme kühlen nicht nur den Kopf, sondern auch die Spindel der Maschine und schützen sie so zu 100 %.
Wie werden die FSW-Prozessschwingungen gehandhabt?
Beim Schweißen mit FSW werden Vibrationen erzeugt. Diese müssen unbedingt berücksichtigt werden, da sie die Spindel Ihrer CNC beschädigen können, wenn sie zu hoch sind. Deshalb wurde dem FSW-Kopf eine Klauenkupplung hinzugefügt, um Ihre Maschine zu schützen. Diese Klauenkupplung isoliert die Schwingungen (in Drehmoment oder Translation) und schaltet somit alle möglichen Vibrationen während des FSW-Betriebs ab.
Außerdem überträgt dieses Klauenkupplungssystem die Schweißkraft direkt auf das Portal, das der erzeugten Kraft standhalten kann.
Wie wird die beim Schweißen ausgeübte Kraft gesteuert ?
Der im STIRWELD-Kopf integrierte Kraftsensor ermöglicht die Einstellung der während des Schweißvorgangs aufgebrachten Kraft. Die maximale Kraft, die der Kopf ausübt, wird so eingestellt, dass sie weniger als 80 % der von der CNC maximal anwendbaren Kraft beträgt. Der FSW-Kopf wird also entsprechend der Maschine, auf der er installiert ist, eingespannt. Dieser Kraftsensor warnt den Bediener, wenn sich die ausgeübte Kraft dieser Grenzkraft nähert. Dank dieses Tricks wird die maximale Kraft, die das CNC aufbringen kann, nie erreicht oder überschritten; es besteht daher keine Gefahr, dass der Motor bricht oder blockiert.
Aber Sie werden mir sagen: Warum einen externen Kraftsensor hinzufügen, wenn Sie ihn an Ihrer Maschine hinzufügen könnten?
Die Antwort ist einfach. Eine Änderung an der Steuerung einer Maschine ist kompliziert. Um die Funktion „Kraftregelung“ hinzuzufügen, müssen Sie einen Kraftsensor in die Maschine einbauen.
Diese mechanische Änderung erfordert jedoch eine komplette Änderung der Spindel. Außerdem sind die meisten CNC-Maschinen mit einer Steuerung vom Typ „Black Box“; ausgestattet, so dass die Installation eines Kraftsensors nicht zulässig ist. Dies erfordert eine lange Entwicklung. Bei einem FSW-Kopf hingegen ist die Installation eines Kraftsensors einfach. Der Stirweld-Rührreibschweißkopf ist in der Tat universell einsetzbar und kann jede CNC-Werkzeugmaschine um eine Kraftregelung ergänzen.
Um mehr über die anderen Funktionen zu erfahren, mit denen der FSW-Kopf Ihre CNC-Maschine ergänzt, klicken Sie hier.
Werden die Schweißkräfte meine Bearbeitungsspindel beschädigen ?
Der FSW-Stirweld-Kopf enthält mehrere Lager, die die Schweißkräfte auf den Spindelrahmen und nicht auf die Spindel übertragen. Die Bearbeitungsspindel wird also nicht belastet, nur das Drehmoment wird übertragen. Somit beschädigen die Schweißkräfte die Bearbeitungsspindel nicht. Die Kopflager sind überdimensioniert: 25 kN für eine Lebensdauer von bis zu 5 Jahren. Sie nehmen die Schweißkräfte auf und nicht die Maschinenspindel.
Ist das Drehmoment meiner Bearbeitungsspindel für das FSW-Schweißen ausreichend ?
Paradoxerweise ist das Drehmoment beim FSW-Schweißen im Vergleich zum Zerspanen gering (in der Regel 3-mal geringer!). Warum ist es so? Beim FSW-Schweißen wird die Temperatur des Aluminiums oder Kupfers auf 80 % seines Schmelzpunktes erhöht. In diesem Zustand ist das Material sehr dehnbar, sehr flexibel; das zum Rühren erforderliche Drehmoment ist dann im Vergleich zur Bearbeitung relativ gering.
Gibt es Risiken für meinen Maschinenoperator ?
Der FSW-Rührschweißkopf von Stirweld wurde einer Risikoanalyse unterzogen und ist CE- zertifiziert: unter Berücksichtigung der europäischen Anforderungen in Bezug auf Gesundheit, Sicherheit, Leistung und Umweltschutz.
Wie ist das Change Management bei der Einführung dieser neuen Technologie zu handhaben?
Die Einführung einer neuen Technologie in Ihrem Unternehmen erfordert Zeit für die Schulung Ihrer Bediener. Was das FSW betrifft, so kann ein Maschinenbediener gut und recht schnell im FSW geschult werden. Stirweld bietet Ihnen mehrere Schulungs-Webinare an.
2020 hat Stirweld weltweit 636 Personen in der Reibrührschweißtechnik ausgebildet.
Um Sie während des gesamten Integrationsprozesses zu begleiten, bieten wir Ihnen darüber hinaus die erste Phase Ihrer Industriestudie an – das Codesign Ihrer Anwendung.
Unsere Industriestudie umfasst:
Wenn Sie auf der Suche nach den besten Industrieprodukten für Ihr Projekt sind, möchten Sie vielleicht Metoree besuchen, eine Website, die Funktionen, Preise und Bewertungen verschiedener Industrieprodukte auf dem Markt vergleicht.
Was sind die Mindestanforderungen, um einen FSW-Schweißkopf an meiner CNC-Maschine installieren zu können?
| Minimale anbaugröße | ISO 40, BT 40 oder HSK 63 (oder andere gleichwertige Größe des Anbauteils) |
| Spindelleistung | 10 kW minimum |
| Drehmoment der spindel | 50 N.m bis 1000 RPM |
| Höhe unterhalb der spindelnase | 400 mm minimum (die Höhe des Kopfes beträgt 350 mm) |
| Von der Z-Achse getragene Last | 8 kN minimum |
Schweißen von Ihrer CNC-Maschine mit einem Rührreibschweißkopf
Stirweld hat zwei Rührreibschweißköpfe für CNC entwickelt: einen Standardkopf und einen einziehbaren Stiftkopf.
Standard-FSW-Kopf
Der Standard-FSW-Kopf kann auf jeder numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit 3 bis 5 Achsen montiert werden, um FSW Schweißvorgänge durchzuführen und gleichzeitig die Investitionskosten zu begrenzen. Das Patent wurde im Jahr 2015 eingereicht. Der FSW Rührschweißkopf bringt diese 4 fehlenden Funktionen auf Ihre CNC-Werkzeugmaschine, damit Sie hochwertige Aluminiumteile durch Rührreibschweißen herstellen können:
Der FSW-Kopf mit einziebarem Stift
Der FSW-Kopf mit einziehbarem Stift hat die gleichen Eigenschaften wie der Standardkopf. Es gibt jedoch eine zusätzliche Funktion: den versenkbaren Stift. Es wird verwendet, um das vom Werkzeug des Standardkopfes hinterlassene Schweißloch zu füllen. Dies ist möglich, weil das Werkzeug aus zwei Teilen besteht: der Schulter und dem einziehbaren Stift. Der Stift und die Schulter sind in der Drehgeschwindigkeit synchronisiert.
Wie montiere ich einen FSW-Kopf an meiner Maschine ?
Montage des Kopfes auf Ihrer CNC-Werkzeugmaschine ist in 15 Minuten erledigt. Stirweld stellt Ihnen ein Gehäuse zur Verfügung, der die Montage des Kopfes erleichtert. Dank dessen Gummifüße – Silentblocks genannt – fängt der Maschinenspindel die Montagekraft nicht auf. Es sind diese Silentblöcke, die den Montagekraft auffangen.
Die Montage kann in mehrere Schritte unterteilt werden:
Montieren Sie die Schnittstelle an den FSW-Schweißkopf. Diese Schnittstelle wird die Verbindung zwischen der Maschine und dem Schweißkopf sein.
Stellen Sie den FSW-Kopf mit Gehäuse auf den Maschinentisch.
Senken Sie die Maschinenspindel schrittweise ab, bis die Schnittstelle an der Maschine befestigt werden kann.
Befestigen Sie die Schnittstelle an der Maschine (Schraubenbefestigung).
Fertig! Der FSW-Kopf ist bereit zum Schweißen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Montage eines FSW-Kopfes auf einer CNC- Werkzeugmaschine einfach, sicher und zuverlässig ist. In der Tat, mit seinen verschiedenen Systemen (Klauenkupplung, Werkzeug- und Kopfkühlung, Lager, Kraftsensor, Risikoanalyse) macht der Stirweld FSW-Kopf Ihre Anlage sicher.
Darüber hinaus können Sie durch die Integration eines FSW-Kopfes in Ihren Maschinenpark:
Wenn Sie mehr über unseren FSW-Schweißkopf wissen möchten und das Beste aus Ihrem vorhandenen Maschinenpark herausholen wollen, zögern Sie nicht, uns unverbindlich zu kontaktieren.
Unsere Fachleute begleiten Sie gerne durch den Integrationsprozess dieser neuen Technologie.
Interessiert, mehr herauszufinden?
Kontaktieren Sie unsere Experten in der Reibungsrührschweißtechnologie.
