Descripción
Centro de trabajo CNC Friction Stir Welding (FSW)
El centro de trabajo DRD FSW 40-26 es una máquina herramienta CNC para soldadura por Friction Stir Welding (FSW), diseñada y construida para aplicaciones industriales de alta precisión, especialmente desarrollada para el sector ferroviario y para la soldadura de perfiles y extrusiones estructurales. La máquina ha sido concebida para responder a las necesidades típicas de la producción ferroviaria moderna, garantizando una elevada rigidez estructural, continuidad productiva y una calidad constante de la unión soldada, incluso en operaciones FSW de grandes dimensiones y ciclos de trabajo intensivos.
Uno de los elementos distintivos del diseño DRD FSW 40-26 es su concepción modular y extensible, pensada desde la fase de proyecto para adaptarse a diferentes longitudes de extrusiones ferroviarias sin comprometer la estabilidad, precisión y fiabilidad del proceso. La configuración base prevé un área de trabajo útil de 4.000 mm × 6.000 mm, que puede ampliarse de forma modular según las necesidades del cliente, alcanzando configuraciones de 4.000 mm × 26.000 mm, 4.000 mm × 62.000 mm u otras extensiones adicionales.
Un aspecto clave de esta modularidad es que las ampliaciones posteriores a la compra no requieren modificaciones en la instalación eléctrica de la máquina. La extensión se realiza mediante intervenciones estructurales y mecánicas, manteniendo intacta la arquitectura eléctrica y de control original. Este enfoque permite aumentar la capacidad productiva con el tiempo, reduciendo costes, tiempos de parada y complejidad de integración.
La estructura del centro de trabajo FSW está realizada con bastidor y componentes principales en fundición, sometidos a un tratamiento térmico de alivio de tensiones, proceso fundamental para eliminar tensiones residuales y garantizar estabilidad dimensional y precisión a largo plazo. Todas las superficies funcionales se mecanizan posteriormente en centros de mecanizado CNC en una sola fijación, asegurando un acoplamiento perfecto de los elementos estructurales y una máxima precisión geométrica.
La arquitectura de la máquina incluye mesa fija y pórtico móvil, con movimiento de los ejes X, Y y Z mediante servomotores brushless de alto rendimiento. El eje X utiliza un sistema de piñón-cremallera de precisión, ideal para recorridos largos y cargas elevadas típicas de la soldadura de extrusiones ferroviarias, mientras que los ejes Y y Z se accionan mediante husillos de bolas recirculantes, garantizando precisión, repetibilidad y fiabilidad en el proceso FSW. Las guías lineales prismáticas de rodillos, templadas y rectificadas, aseguran una alta rigidez y larga vida útil; todos los elementos móviles están gestionados por un sistema de lubricación centralizado automático controlado por CNC.
El husillo FSW DRD, diseñado específicamente para aplicaciones ferroviarias y estructurales, es capaz de desarrollar una fuerza de empuje vertical de hasta 30 kN, valor esencial para obtener soldaduras FSW de alta calidad en extrusiones de gran tamaño. El grupo husillo está preparado para trabajar en ambas direcciones del plano de la máquina y cuenta con eje A controlado por CNC, diseñado para soldadura en superficies inclinadas. Una vez alcanzado el ángulo programado, el eje A se bloquea mediante freno hidráulico de estacionamiento, garantizando máxima rigidez y estabilidad durante todo el ciclo de soldadura.
El sistema también permite la inclinación manual del pin (±5°), una solución que prioriza robustez, fiabilidad y precisión a largo plazo. El cabezal incorpora además un eje C para la rotación del husillo, ampliando la flexibilidad del proceso FSW y permitiendo la adaptación a distintas geometrías de extrusión ferroviaria.
Como complemento, la máquina está equipada con un grupo presor de rodillo orientable mediante eje C, que aplica una presión controlada sobre los bordes de la junta durante la soldadura, mejorando la calidad y repetibilidad del proceso. También incorpora un sistema de seguimiento de junta con sensor láser, situado delante de la herramienta, que permite la exploración continua de la unión y la compensación automática de posibles desalineaciones o tolerancias de la pieza, aspecto fundamental en la soldadura de perfiles de gran longitud.
El control de la máquina está gestionado por CNC OSAI OPEN, una plataforma de arquitectura abierta ideal para aplicaciones FSW, con interfaz EtherCAT, PC integrado y panel de operador. La máquina está preparada para asistencia remota, diagnóstico a distancia e integración Industria 4.0, permitiendo monitorización, soporte técnico e integración en entornos de fábrica digital.
Todo el proyecto del centro de trabajo DRD FSW 40-26 ha sido desarrollado mediante diseño CAD 3D y análisis estructural FEM, en colaboración con socios industriales y académicos, con el objetivo de crear una máquina FSW modular, extensible y altamente fiable, diseñada para crecer junto con las necesidades productivas del cliente sin comprometer precisión, estabilidad ni rendimiento.