MOOG E THOMPSON FRICTION WELDING SVILUPPANO LA MACCHINA PER SALDATURA AD ATTRITO LINEARE PIÙ GRANDE DEL MONDO

AMSTERDAM, 26 gennaio 2010 – Moog e Thompson Friction Welding hanno sviluppato la macchina per saldatura ad attrito lineare più grande del mondo. Si tratta di una macchina che non solo è in grado di saldare una superficie di 10.000 mm2, circa il doppio di quanto era possibile fino ad oggi, ma che ha anche stabilito un nuovo record di 100 tonnellate di carico nella saldatura a fuoco.

Denominata E100, questa nuova macchina consente di impiegare in maniera più ampia la saldatura ad attrito lineare (LFW) nel settore automobilistico e aerospaziale per produrre componenti quali i pavimenti dei veicoli e per assicurare le pale ai motori a reazione.

La E100 e il suo sistema di controllo rappresentano un grande passo avanti dal punto di vista tecnologico, poiché la saldatura ad attrito non era mai stata usata prima d’ora in applicazioni così ampie. Il suo sistema di gestione automatico e la rapidità delle operazioni di apertura e chiusura riducono i tempi di ciclo rispetto alle operazioni manuali tradizionali, e la ricarica degli accumulatori richiede solo 30 secondi circa per le saldature più grandi e più lunghe. La E100 apre nuove opportunità alla fabbricazione mediante saldatura di componenti che in passato dovevano essere realizzati utilizzando metallo solido, una procedura che genera fino all’80% in più di scarti. Questo cambierà le modalità di produzione dei motori a reazione e ridurrà le tempistiche e gli scarti di materiali molto costosi, come il titanio.

“Thompson è nota per avere introdotto sul mercato tecnologie di saldatura ad attrito nuove e all’avanguardia, in particolare con tecniche e macchine rotative. Le tecnologie rotative tuttavia non sono applicabili a tutti i componenti: per questo abbiamo ritenuto utile sviluppare una macchina che non solo consentisse una riduzione dei costi per il settore della produzione aeronautica e automobilistica grazie a tecniche di saldatura migliori, ma che ci permettesse anche di diventare leader del mercato globale della saldatura ad attrito lineare per un periodo non irrilevante”, ha commentato Alan Shilton, AD di Thompson.

Thompson ha costruito la E100 nel proprio stabilimento del Regno Unito e ha trovato in Moog il partner ideale, dotato della necessaria esperienza in campo idraulico e nella progettazione di servosistemi, nonché nell’ingegnerizzazione e nella produzione di sistemi di controllo.

“La sfida che abbiamo affrontato consisteva nello sviluppo di un sistema idraulico di controllo del movimento per l’azionamento di una nuova macchina, che avrebbe stabilito nuovi standard nel settore in termini di dimensioni, scala e capacità. È proprio questo il tipo di sfida con cui amiamo confrontarci noi di Moog”, ha sottolineato Steve Darnell, Regional Business Manager per l’Europa nord-occidentale. “La macchina ha un peso di 100 tonnellate e un’altezza di 2,5 metri, con una incredibile capacità di 100 tonnellate in termini della quantità di forza che è in grado di applicare al giunto saldato. Per questo Moog doveva progettare e realizzare un servosistema idraulico altamente performante, all’altezza delle caratteristiche tecniche della macchina”.

Ecco alcuni degli elementi caratterizzanti del servosistema idraulico e dell’assistenza forniti da Moog alla E100 Thompson:

• Un sistema di controllo ad anello chiuso che fornisce una risposta rapida ad ampiezza elevata, con tecniche di controllo digitali avanzate per un controllo di precisione della saldatura. Le normali servovalvole e valvole proporzionali presentano una limitazione della velocità e dell'accelerazione del pistone, che impedisce di ottenere simultaneamente ampiezza e frequenza elevate. Per la E100, Moog ha ottenuto una velocità dei pistoni 3-4 volte superiore al normale. Per garantire l’integrità delle valvole in un elevato numero di saldature è stato quindi necessario adottare precauzioni speciali.

• Più servovalvole a controllo digitale, che operano insieme con portate di picco fino a 4.500 litri al minuto e possiedono una gamma di frequenze elevate da 75 a 100 Hz per saldature di grandi dimensioni. L’utilizzo di più valvole consente inoltre di ottenere una maggiore precisione quando la macchina viene utilizzata per saldature piccole e che richiedono una forza inferiore.

• Una centralina idraulica genera oltre 2 MW di potenza istantanea, necessaria per azionare il sistema.

• Sette accumulatori da 400 litri di gas offrono ciascuno una grande accumulazione, necessaria per fornire una portata di picco molto elevata dell’olio (4.500 l/min) per la saldatura.

• L’installazione di un blocco idraulico e di tubature per la distribuzione, un sottosistema completo che distribuisce l’olio ai diversi componenti attivi.

• Esperienza e know-how nella saldatura ad attrito e nella gestione dei progetti, nonché nella progettazione, nello sviluppo, nella produzione, nell’installazione e nei servizi di assistenza.

“È stato subito evidente che Moog e Thompson avevano un’ottima intesa e anche molto in comune in termini di competenze sulla saldatura ad attrito e sull’idraulica, nonché di impegno nel realizzare macchine con prestazioni all’avanguardia. Adesso, dopo due anni e mezzo, abbiamo di fronte a noi questa macchina unica nel suo genere. Durante tutto il percorso Moog è stata molto disponibile nel fornire quello che le richiedevamo. Fin dall’inizio avevamo stabilito criteri e requisiti tecnici molto precisi per la E100, e sapevamo esattamente quali lavorazioni e quali frequenze di ampiezza speciali desideravamo. Abbiamo affidato a Moog la responsabilità di realizzare le nostre idee, e loro lo hanno fatto, dimostrando così anche una grande esperienza nel collaborare con le aziende più dinamiche”, ha dichiarato Alan Shilton.

Si tratta di un passo in avanti significativo alla luce delle caratteristiche esclusive della saldatura ad attrito lineare (LFW). Questa infatti richiede un’architettura delle macchine e un controllo più complessi rispetto alle tecniche rotative, ma presenta il vantaggio di consentire l’unione di pezzi preformati di qualsiasi forma. Con questa tecnica un mandrino mobile oscilla lateralmente, invece di ruotare come farebbe nella saldatura rotativa, e le due superfici si trovano a contatto ad una velocità molto superiore. Questo implica che i due componenti da saldare devono essere mantenuti costantemente ad alta pressione.

I vantaggi della produzione per preformatura mediante saldatura ad attrito lineare sono numerosi. Questa procedura, detta anche “solid-base additive manufacture”, consente di realizzare forme complesse senza lo spreco di materiale che in genere si ha con la lavorazione da blocchi solidi, la fusione o la fucinatura, risparmiando sia sui tempi di lavorazione che sui costi delle materie prime. I pezzi prodotti sono così vicini alla loro forma finale che è necessaria pochissima lavorazione per arrivare a componenti perfettamente funzionanti.

Domande generali

Moog
William-Moog-Strasse 1
71034 Böblingen
Germany

www.moog.com/industrial

moog-industrial/