Descrizione
Centro di lavoro CNC Friction Stir Welding
Il centro di lavoro DRD FSW 40-26 è una macchina utensile CNC per saldatura Friction Stir Welding (FSW), progettata e costruita per applicazioni industriali ad alta precisione, studiata in modo specifico per il settore ferroviario e per la saldatura di profili ed estrusi strutturali. La macchina nasce per rispondere alle esigenze tipiche della produzione ferroviaria moderna, garantendo elevata rigidità strutturale, continuità produttiva e qualità costante del giunto saldato, anche su lavorazioni FSW di grandi dimensioni e cicli di lavoro intensivi.
Uno degli elementi distintivi del progetto DRD FSW 40-26 è la concezione modulare ed estensibile della macchina, studiata fin dalla fase progettuale per adattarsi alle diverse lunghezze degli estrusi ferroviari senza compromettere stabilità, precisione e affidabilità del processo.
La configurazione base prevede un’area di lavoro utile pari a 4.000 mm × 6.000 mm, che può essere estesa modularmente in funzione delle esigenze produttive del cliente, raggiungendo configurazioni quali 4.000 mm × 26.000 mm, 4.000 mm × 62.000 mm o ulteriori sviluppi.
Un aspetto chiave della modularità della DRD FSW 40-26 è che eventuali prolungamenti successivi all’acquisto non richiedono modifiche all’impianto elettrico della macchina. L’estensione avviene infatti tramite interventi strutturali e meccanici, preservando l’architettura elettrica e di controllo originale. Questo approccio consente al cliente di ampliare nel tempo la capacità produttiva della macchina, riducendo costi, tempi di fermo e complessità di integrazione.
La struttura del centro di lavoro FSW è realizzata con basamento e componenti principali in ghisa, sottoposti a trattamento termico di distensione, processo fondamentale per eliminare le tensioni residue e assicurare stabilità dimensionale e precisione nel tempo. Tutte le superfici funzionali vengono successivamente lavorate su centri di lavoro CNC in unico piazzamento, garantendo il perfetto accoppiamento degli elementi strutturali e la massima accuratezza geometrica.
L’architettura della macchina prevede piano fisso e portale mobile, con movimentazione degli assi X, Y e Z tramite motorizzazioni brushless ad alte prestazioni. L’asse X utilizza un sistema a pignone e cremagliera di precisione, soluzione ideale per lunghe corse e carichi elevati tipici delle saldature su estrusi ferroviari, mentre gli assi Y e Z sono movimentati tramite viti a ricircolo di sfere, assicurando precisione, ripetibilità e affidabilità nel processo di saldatura FSW. Le guide lineari prismatiche a rulli, temprate e rettificate, garantiscono elevata rigidità e lunga durata operativa; tutte le parti in movimento sono gestite da un impianto di lubrificazione centralizzato automatico controllato dal CNC.
Il mandrino FSW DRD, progettato specificamente per applicazioni ferroviarie e strutturali, è in grado di sviluppare una forza di spinta verticale fino a 30 kN, valore essenziale per ottenere saldature Friction Stir Welding di alta qualità su estrusi di grandi dimensioni. Il gruppo mandrino è predisposto per lavorazioni in entrambe le direzioni del piano macchina ed è dotato di asse A controllato da CNC, studiato per la saldatura FSW su superfici inclinate. Una volta raggiunta la quota angolare programmata, l’asse A viene bloccato tramite freno idraulico di stazionamento, garantendo massima rigidità e stabilità durante l’intero ciclo di saldatura.
Il sistema consente inoltre l’inclinazione manuale del pin (±5°), soluzione tecnica che privilegia robustezza, affidabilità e precisione nel tempo. La testa operatrice integra anche asse C per la rotazione del mandrino, ampliando la flessibilità del processo FSW e permettendo l’adattamento alle diverse geometrie degli estrusi ferroviari.
A completamento della configurazione, la macchina è equipaggiata con gruppo pressore a rullo orientabile tramite asse C, che esercita una pressione controllata sui lembi del giunto durante la saldatura, migliorando la qualità e la ripetibilità del processo. È inoltre presente un sistema di cercagiunto con sensore laser, posizionato anteriormente all’utensile, che consente la scansione continua del giunto e la compensazione automatica di eventuali disallineamenti o tolleranze del pezzo, aspetto fondamentale nella saldatura di estrusi di grande lunghezza.
Il controllo della macchina è affidato a CNC OSAI OPEN, piattaforma a architettura aperta ideale per applicazioni Friction Stir Welding, con interfaccia EtherCAT, PC di bordo e pannello operatore integrato. La macchina è predisposta per teleassistenza, diagnostica remota e interconnessione Industria 4.0, permettendo monitoraggio, supporto tecnico e integrazione nei moderni sistemi di fabbrica digitale.
L’intero progetto del centro di lavoro DRD FSW 40-26 è stato sviluppato mediante progettazione CAD 3D e analisi strutturali FEM, in collaborazione con partner industriali e accademici, con l’obiettivo di realizzare una macchina FSW modulare, estendibile e altamente affidabile, progettata per crescere insieme alle esigenze produttive del cliente senza compromessi su precisione, stabilità e prestazioni.