FSW (摩擦攪拌接合) 技術

FSW - Friction Stir Welding -(摩擦攪拌接合)とは、摩擦熱で軟化させた材料を攪拌して接合する技術です。EV関連部品として、インバータケース、バッテリーケースやモータケース、半導体製造装置の冷却部の接合の製造に応用することで、生産性を大きく向上させることができます。

FSWのメリット

変形や歪みの少ない接合部

材料以外の素材を用いず、材料も溶融しないことから変形や歪みが少なく、かつ強度が高い接合ができます。

 

異なる材質の接合が可能

同じ材質だけでなく、アルミニウムと鉄などの異なる材質の接合が可能です。

 

安全で快適な作業環境

ガス、煙、スパッタ、プラズマやX線などの放出がなく安全な環境で使用できます。

FSW接合プロセス

材料を溶かして接合する従来の溶接とは異なり、融点以下の温度の摩擦熱で軟化させた材料を攪拌し接合します。材料同士の接合方法には突合せ接合と重ね合わせ接合があります。

  • 1: |融点以下の温度
  • 2: |接合方向
  • 3: |ツール押し付け推力
  • 4: |工具回転方向
  • 5: |ショルダ
  • 6: |プローブ
  • 7: |軸方向塑性流動
  • 8: |回転方向塑性流動
突き合わせ接合
重ね合わせ接合

自動車産業への提案例

マザックのFSWのメリット

マザック独自のFSW技術により、安定した接合品質を実現します。

接合深さ 3 mm

材質速度 
A60632500 mm/min
A50522000 mm/min
ADC121500 mm/min
C1020300 mm/min

接合強度の向上

FSWの接合部は、結晶粒が粗大化する電子ビーム溶接部とは異なり、母材より結晶粒が微細化し、接合強度が向上します。同じ材質の接合だけでなく、異なる材質の接合でも同様に強度が向上します。

電動化モジュール部品へのFSWの活用メリット

電気自動車(EV)の関連部品として、インバータケース、バッテリーケースやモータケースの製造への応用が可能です。

  • ボルト締結部が不要で小型軽量化が可能
  • シール材不要の全集結合により耐久性向上
1: インバータケース 2: モータケース

モータケースの加工動画

動画 アルミ同材接合 A6061とA6061の接合

半導体産業への提案例

半導体製造装置部品への活用

半導体製造装置に使われるバッキングプレートや冷却プレートの接合に応用することで、部品の接合から切削加工まで1台で完結できるため、リードタイムの短縮と仕掛り在庫を削減します。

冷却パネル製造の工程集約

冷却パネルの 加工動画

動画 アルミ同材接合 A6061とA6061の接合

アプリケーション例

バッキングプレート (本体:C1020 、ふた:C1020)
冷却プレート(本体:A6061 、ふた:A6061)

対応機種例

門形・立形マシニングセンタにFSW技術を融合

中大物部品の接合から切削加工までを1台で完結、リードタイムの短縮と仕掛り在庫削減を実現

VTC-530/20 FSW

  • 固定テーブル、主軸移動方式の立形マシニングセンタにFSWを搭載
  • 2300 mm × 530 mmのロングテーブルにより、長尺ワーク加工や多数個ワークの加工が可能
  • 固定テーブル方式により、油圧治具、取り付け具やロボットを組み込む際でも、配線・配管の処理が容易

FJV-60/80 FSW

  • 高剛性構造、高精度加工に最適な門形構造の50番 主軸マシニングセンタにFSWを搭載
  • 2240 mm × 1250 mmの大きなテーブルサイズ により 大物部品の多面加工から薄物加工まで 幅広いアプリケーションに対応

高速・高品質 FSW加工機

高速・高品質接合と長時間連続接合に対応し、量産化・生産効率向上に貢献

FSW-460V

  • 高速・高剛性FSW主軸を搭載し、高速接合が可能
  • 工具を押し付ける力を一定に保つ制御機能により、安定した接合精度を維持、ツールホルダの自動交換機能を搭載
  • 工具傾斜(前進角)0°による高品質で安定したコーナー接合
  • 長時間連続接合が可能

FSW活用のヒント

さまざまな分野で活用が広がる摩擦撹拌接合技術。

その活用のヒントを独自の資料にまとめました。

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FJV FSW, VTC FSW

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