Projektet Stirolight – Friction Stir Welding with Robot for Light Weight Vehicle Design – kan komma att bryta ny mark för framtidens friktionsomrörningssvetsning (FSW). Svetsmetoden, som mestadels används i samband med aluminiumsvetsning, togs fram av The Welding Institute i England för drygt tjugo år sedan: ett roterande cylindriskt verktyg pressas mot de delar som ska svetsas, materialet värms upp av friktionen, blir mjukt och fogas samman. Metoden används ofta vid svetsning av till exempel fartygssidor eller tunnelbanevagnsväggar. Det har sin förklaring i metodens begränsning: idag kan den automatiserade FSW-tekniken enbart producera raka svetsfogar. Inte tredimensionella. Och vad gäller forskning kring robotiserad FSW på komplexa geometrier så är den tämligen tunn. Det är här Stirolight kommer in. Projektet ska ändra på det, och ta fram teknik för att foga ihop komponenter i olika former. Det finns också en ekonomisk aspekt som talar för FSW: flygplanstillverkaren Boeing rapporterade om en reducering av kostnader med 60 procent, och en nedskärning av antalet tillverkningsdagar från 23 till 6 när man gick över till metoden. – Med robotisering så ser vi en ny typ av industri som kan använda FSW, så som fordonsindustrin, eller industri för tillverkning av mer komplexa detaljer, säger projektledare Tommy Christensen. Det stora målet är att reducera vikten i fordonen. Både för Saabs del, och för Volvo Aeros del. Båda två är partners i projektet, lika så Esab, Innovatum Teknikpark och Högskolan Väst. Doktorand Jeroen de Backer från Belgien har anställts och flyttat till Trollhättan, där forskningsarbetet i huvudsak kommer att ske på Innovatums laboratorium Produktionstekniskt Centrum. Stirolight är beräknat att avslutas nästa år och är Vinnovafinansierat, genom programmet för fordonsstrategisk forskning och innovation (FFI). Roboten för att utföra svetsningen är redan konstruerad, och lanserades av Esab hösten 2009. På Esabs hemsida beskrivs den så här: "Tidigare har friktionsomrörningssvetsning endast marknadsförts för raka fogar, men det nya femaxlade robotsystemet möjliggör fogar runt komplexa tredimensionella profiler i aluminiumlegeringar." Men innan en sådan robot kan gå in i Saabs produktion måste möjligheterna – och begränsningarna – testas. Bland det första Jeroen de Backer ska ta reda på är vilka processfönster man kan röra sig inom. Ramar för experimenten har fastställts med input från Saab och Volvo Aero, och med de ramarna ska Jeroen de Backer ta reda på följande: • Vilka tjocklekar kan man använda sig av? • Vilka material? • Vilka fogtyper? • Hur är prestandan på dessa fogtyper jämfört med andra fogningsmetoder? – Och en sak vi är mycket intresserade av är hastigheten. Det är nämligen hastigheten som också sätter prislappen på systemet: om vi kan köra rejält fort så behöver vi färre robotar än vad andra fogningsmetoder behöver, och då drar vi ner på kostnaderna, säger Tommy Christensen. – För Saabs del så är vi alltså intresserade av vilken prestanda vi kan få. På kort sikt hoppas vi att vissa aluminiumdelar på karossen, som idag fogas med mekanisk fogning, istället skulle kunna fogas med den här metoden. Hur ser hållfastheten ut med denna metod? – Möjligheten att göra en kontinuerlig fog, till skillnad mot punktvisa fogningar så som stansnitning och stuknitning, gör att du får en bättre hållfasthet. Finns det nackdelar med FSW som ni är vaksamma på? – Ja. Om man använder tekniken med en robot som trycker, så måste man ha ett mothåll. Och kör man kontinuerlig fog måste mothållet ha samma form som artikeln. Och det är en kostnad att ta fram ett sånt mothåll. Ska ni testa andra material än aluminium? – Både ja och nej. Det skulle i så fall vara inom ramen för ett annat följdprojekt. När vi började med det här projektet hade vi dock en tanke att kombinera framförallt aluminium till stål, men också aluminium till magnesium. Programmet följer den plan man har satt upp, och doktorand Jeroen de Backer har genomfört den första svetsningen i aluminium 6082, och är nöjd med resultatet. En intressant aspekt var att han testade utrusningen genom att börja försiktigt – med choklad! – Det gjorde han för att inte riskera att köra sönder utrustningen med en gång. Och resultatet såg bra ut, man kunde verkligen se hur materialet hade rörts om.