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Bobbin Tool and Process Monitoring for FSW for Lightweight Applications (FSW4Lightweight)

Ziel dieses Projekts ist die simulationsgestützte Entwicklung eines Doppelschulterwerkzeugs und eines Prozessüberwachungssystems für das Rührreibschweißen (FSW) von Leichtbauprofilen 30 mm für Eisenbahnanwendungen. Die erweiterte Anwendbarkeit und verbesserte Zuverlässigkeit des FSW erlaubt es, ungenutzte Gewichtsreduzierungen zu realisieren.

Beschreibung

Im Rahmen des EUREKA Lightweight Calls konzentriert sich das Projekt FSW4Lightweight auf

  1. die Entwicklung eines Doppelschulterwerkzeugs für dicke Schweissverbindungen bis zu 30mm und
  2. ein Online-Prozessüberwachungssystem für das Rührreibschweißen (FSW) von Leichtbauprofilen für Bahnanwendungen.

Das schweizerisch-österreichische Forschungskonsortium besteht aus STADLER Rail, Rapid Technic, Stirtec und einer interdisziplinären Expertengruppe von ZHAW und TU Graz.

FSW mit einem Doppelschulterwerkzeug (BT-FSW) ist ideal für das Fügen von großen, extrudierten Hohlkammerprofilen mit eingeschränkter Zugänglichkeit und reduziert die Prozesskräfte. Systematische Schweissexperimente und Prozesssimulationen werden eingesetzt, um ein BT-FSW-Werkzeug zu entwickeln und bis zu 30 mm dicke Schweissnähte zu verarbeiten. Dies ermöglicht eine signifikante Gewichtsreduktion durch den Wegfall von Stützstrukturen, die für das Standard-MIG- oder FSW-Schweissen benötigt werden.

Da das FSW-Verfahren auf höhere Produktivität und Rentabilität abzielt, steigt das Risiko von Schweißfehlern oder Werkzeugversagen. Um den Qualitätsanforderungen der Eisenbahnindustrie gerecht zu werden, wird ein Prozessüberwachungssystem entwickelt, das Defekte und Werkzeugversagen während des Fügens erkennt und so die Zuverlässigkeit und Rentabilität des FSW-Verfahrens verbessert.

Eckdaten

Projektleitung

Stellv. Projektleitung

Projektpartner

Technische Universität Graz / IMAT Institute of Materials Science, Joining and Forming; Stadler Rail AG; STIRTEC GmbH; Rapid Technic AG

Projektstatus

laufend, gestartet 05/2025

Institut/Zentrum

Institute of Materials and Process Engineering (IMPE); Institut für Mechanische Systeme (IMES)

Drittmittelgeber

Eureka

Projektvolumen

1'836'661 EUR