大規模な線形摩擦溶接

リニア摩擦溶接機は、そのほとんどが深いピットに設置されているため、その寸法が示すほど印象的ではないかもしれません。

多少の体重減少は誰でも我慢できますが、米国のメーカーも例外ではありません。 これは、特定の製品の「軽量化」に対する関心が高まっていることを説明しています。

この興味を理解するのは難しいことではありません。航空機、船舶、または車両から重量を取り除くと、エンドユーザーは輸送手段に電力を供給するためにそれほど多くの燃料を必要としません。 燃料費が歴史的最高値を下回っているにもかかわらず、誰もが可能な限りコスト削減に関心を持っています。

軽量化の研究には他の利点もあります。 新しい、より安価な材料が、長年使用されてきた材料と同じ性能を発揮できるかどうかが研究されています。 場合によっては、これらの代替材料は、代替となる従来の材料よりもさらに優れた性能特性を示す可能性もあります。 また、これらの新しい材料を鋳造、熱処理、成形/成形、接合、コーティングするための新しい技術を検討する研究も行われています。

デトロイトに本拠を置く Lightweight Innovations for Tomorrow (LIFT) は、この軽量化研究の先頭に立って取り組んでいます。 これは、2014 年 2 月に国防総省のプログラムを獲得したコンソーシアムの結果として設立されました。製造技術非営利団体 EWI、ミシガン大学、オハイオ州立大学で構成される米国軽量材料製造イノベーション研究所は、100,000 平方メートルの敷地を設立しました。 -ほぼ1年後、フット施設はLIFTの名前を正式に発表しました。 それ以来、この組織は、新しい製造技術の研究ラボから生産現場への移転を加速するために取り組んできました。

LIFT は最近、その研究活動に大きな追加機能を追加しました。この新しいツールは、特定の大型金属部品の製造方法に大きな影響を与えることが期待されています。

LIFT は、世界最大級と思われる線形摩擦溶接 (LFW) 機械をデトロイトの施設に設置しています。 実際、元LIFT最高技術責任者で現在はLIFTの上級技術顧問であるアラン・タウブ氏は、2016年に建設されたハイベイはこの設備を念頭に置いて建設されたと述べた。

「私たちにはゴールドメンバーとシルバーメンバーと呼ぶ業界企業があり、彼らに対して18か月にわたって調査を実施しました」とタウブ氏は語った。 「私たちは彼らに、アクセスできない機器の種類と、私たちの施設に何を導入してほしいかを尋ねました。」

その結果、機械の重さは 122,000 ポンドとなり、ボーイング 737 とほぼ同じ重さになります。機械の大部分は、ハイベイの建設と同時に掘削された 15 フィートのピットに設置されています。 22×8×14フィートです。 非常に大きなパーツを結合できるエンベロープ。

「これは新しい技術ではありません」とLIFTの最高技術責任者のハドリアン・ローリ氏は述べた。 「これは、他の接合プロセスや研究に長年にわたって使用されてきました。 このマシンがユニークなのは、これらのプロセスの一部を微調整するための最大のエンベロープを備えていることです。」

インディアナ州サウスベンドの MTI Welding は、LIFT 用の装置を製造しました。 他メーカー向けの摩擦圧接装置のメーカーであり、受託製造サービスも提供しています。 いくつかの LFW マシンは北米の大手航空宇宙企業によって所有されており、世界中にある他のマシンは主に研究開発目的で使用されています。 LIFT 装置ほど大きいものはないと考えられています。

世界最大のリニア摩擦溶接機の 1 つと考えられているこの機械が、デトロイトの Lightweight Innovations for Tomorrow 施設に納入されました。

では、なぜこのような軽量化用途に摩擦溶接を行うのでしょうか? このプロセスにより、融着技術やその巨大な熱影響部に通常伴う歪みがなく、母材と同じくらい強い接合が形成されます。 さらに、この接合方法は、収縮、凝固亀裂、気孔などの従来の融接の他の欠点を回避します。