Гибридные технологии от METROM: лазерная сварка, механическая обработка и сварка трением с перемешиванием на одном станке

Автор: Компания METROM mechatronische maschinen GmbH

ЗАДАЧА

Важным элементом проектной работы METROM mechatronische maschinen GmbH является внедрение технологий и процессов в промышленное производство.

Производитель хочет превозмочь сегодняшние технические ограничения, желание гибкого применения существующего оборудования и сокращения производственных расходов требует развития новых идей и концептов технологий и машин. Данный проект был инициирован технико-экономическим исследованием, цель которого заключалась в модернизации газовых турбин на объекте, которую традиционные технологии обеспечить не могли. Потребности авиакосмической промышленности также обозначили дефицит доступного обрабатывающего оборудования.

Были поставлены следующие задачи:

  • высокоточная трехмерная обработка заготовок большого размера длиной более 10 м, включающая лазерное плавление на глубину до 20 мм,
  • опция сварки трением с перемешиванием (FSW),
  • интегрированная обработка сварочного шва (высокоточное фрезерование стыковых кромок) без перезажима заготовки,
  • быстрая смена процессов фрезерования и сварки,
  • мобильность выполнения обработки (обработка на объекте) с минимальными временными и финансовыми затратами на транспортировку и пуско-наладку оборудования.

РЕШЕНИЕ

Предлагаемое решение основано на расширенном применении фрезерных обрабатывающих центров с параллельной кинематикой METROM.


рис.1. Внешний обрабатывающего центра METROM с расширенной рабочей зоной

Обрабатывающие центры основаны на принципе параллельной кинематики и весят намного меньше, чем традиционные обрабатывающие центры с ЧПУ с аналогичной рабочей зоной, жесткостью и точностью позиционирования.

рис.2. Расширенная рабочая зона центра METROM с увеличенным главным шпинделем

Как правило, такие центры стационарны (Рис. 1, 2). Однако, модульный принцип конструкции позволяет использовать их мобильно. Оптические системы отклонения лазерного пучка (серии SAO), разработанные METROM, были адаптированы для обрабатывающих центров для сменного применения. Оптические устройства легко перемещаются в заданное положение как традиционные фрезерные резцы. В результате такие обрабатывающие центры могут легко переключаться между режимом фрезерования (например, для подготовки стыковых поверхностей) и режимом сварки. Инженеры METROM разработали метод многослойной сварки в узком зазоре, который применяется при необходимости глубокой сварки.

рис.3. Подготовка к эксплуатации стационарной системы перешивающей сварки трением для алюминиевых заготовок

Помимо лазерной сварки обрабатывающие центры METROM также выполняют сварку трением с перемешиванием (Рис. 3, 5). Гибкость выбора процессов обработки становится преимуществом: комбинация фрезерования и лазерной сварки позволяет преодолеть известные ограничения метода сварки трением с перемешиванием. Так, процесс сварки трением с перемешиванием требует высокоточную обработку контура, которая может выполняться на этапе предварительной фрезерной обработки. Метод предварительного лазерного прихвата уменьшает риск смещения заготовок во время обработки. Технология позволяет минимизировать формирование зазоров и изгибов при обработке заготовок с низкой жесткостью, как фюзеляжи самолетов.

Рис.4. Адаптированная оптическая система отклонения лазерного луча как сменный инструмент обрабатывающего центра, а также фреза и инструмент для сварки трением с перемешиванием (FSW)

Также предусмотрены этапы последующей термической и механической обработки, например, для повышения характеристик устойчивости к продолжительным вибрациям при помощи сжатия и улучшения микроструктуры материала.

РЕЗУЛЬТАТЫ

METROM демонстрирует возможность расширения функций своих обрабатывающих центров для взаимодействия с другим оборудованием, а также комбинации методов обработки и мобильного использования.

Волоконный лазер можно легко заменить. На Рис. 4 изображены примеры инструментов, которые могут посменно использоваться на обрабатывающем центре: лазерная сварочная головка, фрезерный резец, инструмент для перемешивающей сварки трением.

Рис. 5. Схема метода перемешивающей сварки трением

Дополнительную информацию об оборудовании и решениях компании METROM mechatronische maschinen GmbH Вы можете получить по ссылке: https://www.itmash.ru/metrom

Для консультаций, пожалуйста, обращайтесь в компанию "ИНТЕРТУЛМАШ", которая является официальным представителем и поставщиком продукции и услуг компании METROM mechatronische maschinen GmbH в России и СНГ.

Контактная информация:

Телефон: +7 (495) 668-13-58

email: inbox@itmash.ru

сайт: www.itmash.ru

© 2005—2017 Медиахолдинг PrimaMedia