Komt wrijvingsroerlassen dan toch van de grond; licenties friction stir welding verlopen

‘Met een TWI-licentie als je het proces gebruikt’, zegt Figner die gelooft dat er straks, wanneer de licentie verlopen is, meer FSW-machines zullen worden verkocht. ‘Ik verwacht zelfs een ‘boost’. Zonder licentiekosten zullen producten er goedkoper mee gemaakt kunnen worden.’ Stirzone telt zes medewerkers, allen ingenieurs. ‘Wij doen de engineering van de machines en gereedschappen. Partnerbedrijf -Hage- bouwt onze machines.’

Mobi-Weld

Stirzone ontwikkelde eigen laskoppen en tools die het nu standaard kan aanbieden. Zo ontwikkelde het een puntlas-FSW-tool. Het ziet er enigszins uit als een spotlas-tang die in automotive gebruikt wordt. Voordeel van het FSW-proces is dat de puntlas helemaal onzichtbaar blijft op de zijde waar de stift niet roert. Traditioneel verloopt het FSW-proces bij hoge (druk)krachten en lage toeren. Mits enig voorverwarmen van het materiaal kan de FSW-tool nu bij lagere krachten ingezet worden zodat het gereedschap minder slijt. Het nodige voorverwarmen gebeurt door rond het eigenlijke FSW-gereedschap een roterende mouw te voorzien. Omdat er minder krachten aan te pas komen, kan deze FSW-technologie ook ‘gerobotiseerd’ worden.
Stirzone is een partner in het Europese Mobi-Weld FP7-project dat de FSW-technologie ‘mobiel’ wil maken, los dus van het portaalsysteem waarin de spindel typisch gehangen wordt. Het project, dat is toegespitst op de scheepsbouw, ontwikkelt een wrijvingsroerlassysteem op een ‘crawler’ die, bijvoorbeeld tegen de scheepswand op klautert om er aluminiumplaten aan elkaar te lassen.

Chinese connectie

Ook in Essen promootte het Franse Groupe TRA-C industrie het inzetten van FSW-technologie. Het bedrijf zette twee FSW-machines bij Renault voor het lassen van de batterijplaten van de elektrische stadswagen Zoé en zorgde er voor de nodige software. Het maakt een omzet van 8 miljoen euro met 80 medewerkers. Sinds 2009 werkt het bedrijf samen met China FSW Center (CFSW) bij het Beijing FSW Technology Co Ltd (CFSWT).

‘De FSW-technologie doet het goed in China. Daar hebben we al 98 machines verkocht tegen een viertal in Europa’, telde Duan Ning (foto), regionale sales manager. ‘Wij focussen op toepassingen in automotive en IT.’ Hij wees er op dat het dunne aluminium scherm van de iMac met FSW is gelast. De technologie wordt ook ingezet op smartfoons. ‘Maar we hebben ook een 52 m lang bewegend portaal dat ingezet wordt in de bouw van spoorwagons.’ Het bedrijf is actief in verschillende sectoren: de scheepvaart, de militaire en burgerluchtvaart. Het ontwikkelde in 2009 zijn eerste FSSW -Friction Stir Spot Welding- machine. CFSW, opgericht in 2002, telt een 90 medewerkers en groeit met zo’n 40 procent per jaar, en maakt nu meer dan 11 miljoen euro omzet.

Patenten TWI verlopen

TWI -The Welding Institute- ontwikkelde in 1991 de wrijvingsroerlastechnologie of ‘friction stir welding’ (FSW). Er is sprake van een ‘solid state’ proces omdat er geen ‘warmte’ ingestopt wordt. Een draaiende stift ‘roert’ het materiaal op de contactlijn aan elkaar. TWI nam twee patenten op de technologie. De eerste is vorig jaar vervallen. De tweede vervalt pas na volgend jaar. Toepassingen waren vooralsnog vrijwel beperkt tot aluminium- en magnesiumlegeringen, in de scheep- en luchtvaart. Aanvankelijk werden enkel rechte lijnen FSW-gelast maar uiteindelijk ook complexere 3D-vormen- zoals de basis van schoepen van straalmotoren. TWI werkt nu ook aan het inzetten van FSW voor het wrijvingsroerlassen van staal. Dat doet het o.a. in het kader van het FP7-project HILDA (High Integrity Low Distortion Assembly) dat mikt op toepassingen in de scheepsbouw.

Toepassingen voor vloeiboren groeien

Vloeiboren ‘groeien’ en vinden steeds nieuwe toepassingen die producten en productieprocessen verder vereenvoudigen.Het product, de vloeiboor, verschilt vandaag nauwelijks van het oorspronkelijke. Vormen zijn sterk klantgebonden. Maar nu worden ze bij Unimex nv, dat achter Formdrill Systems staat, opgebouwd uit standaardgereedschap waardoor de productie van ‘specials’ heel wat flexibeler verloopt dan vroeger. De Belgische specialist in vloeiboren werkt sinds vorig jaar in een nieuwe productiehal in Hasselt. ‘Een investering van 1,5 miljoen euro.

Met de nieuwe machines kunnen we de productie van vloeiboren verdubbelen en dat met evenveel mensen’, zei bedrijfsleider Arne Van Der Steen (foto). Unimex telt in België vijf medewerkers. Het bedrijf dat in 1991 in Frankrijk en in 2009 in de VS een eigen bedrijf oprichtte, heeft sindsdien ook eigen vestigingen in Indië en China. ‘De verdeling in Duitsland hebben we nu ook zelf overgenomen.’

Van Der Steen gaf een voorbeeld van een nieuwe toepassing: een stuurkolom. Vroeger kwam die op maat met langs beide uiteinden een u-koppeling. Nadeel: de constructeur moest een hele voorraad in verschillende maten bijhouden. Nu wordt de buis pas na een bestelling op maat gezaagd en voorzien van een u-koppeling die met bouten verankerd wordt. Die bouten gaan door gaten die met de vloeiboor werden gedraaid. ‘In de productie resulteert dat in een besparing van 0,4 euro per stuk.’

China en de crisis

Het materiaal voor de vloeiboor -tungsten carbide- wordt tot een staaf geperst en op de draaibank in vorm gebracht en dan gesinterd. Heel wat van de nodige grondstoffen komen uit China. ‘Die bepaalt de prijs’, aldus Van Der Steen. ‘Sinds oktober-november 2012 is de grondstofprijs gestabiliseerd maar er waren momenten dat ik prijs onderhandelde in automotive en daags erna moest melden dat die al weer gestegen was met 10 tot 20%.’ Die schommelingen zijn voorbij. Maar ook de ‘vraag’ is gestabiliseerd. ‘Vijftien jaar geleden was het maken van de vloeiboor een uitdaging. Vandaag is het verkopen ervan de uitdaging’, aldus Van Der Steen. ‘Sinds september 2012 heerst er weer crisis in de metaalsector.’

In IT en de bouw

Bij Flowdrill -met productie in Houten (Utrecht)- kijkt men eveneens naar nieuwe toepassingen voor hun vloeiboren (foto). Die vindt men onder andere in de IT-wereld. Waar voorheen diameters van 0,5 mm in RVS-plaat ‘gevloeid’ werd, gaat men nu naar 0,2 mm. Ook hier vindt men applicaties voor boren en roltappen met de vloeiboor ter vervanging van lassen. Zo’n technologie heeft Flowdrill samen met het Institut für Spanende Fertigung (ISF) Technische Universiteit van Dortmund ontwikkeld. Twee stukken worden onder een hoek aan elkaar gezet met vijzen in een schroefdraadbus die met vloeiboor en roltap werd gedraaid. Het vloeiboren heeft het kopse plaatmateriaal waarin de vijs grijpt lokaal verbreed. Op de stand was ook de Flow2Go handboormachine -2.600 tpm en 1,1 kW- te zien die vooral in de bouw zijn weg vindt. Meer bepaald bij ballustrademakers die ermee boren en tappen in RVS.