Neue Technologie vereinfacht die Herstellung von Düsentriebwerken
Bei der Herstellung von Düsentriebwerksturbinen wird häufig das Drahterodieren eingesetzt, da diese Technologie schmale Schnitte für präzise und komplexe Formen ermöglicht.
Die Kehrseite der Medaille ist, dass das Drahterodieren ein zeitaufwändiger Fertigungsprozess ist, sowohl was die Einrichtungszeit als auch die Bearbeitung betrifft.
Außerdem handelt es sich um einen thermischen Fertigungsprozess, der die Eigenschaften des Materials beeinflusst.
Mit der neuen und innovativen Technologie des Wasserstrahlschneidens ist dies nun kein Problem mehr.
Die Herstellung von Turbinen für Düsentriebwerke ist ein zeitaufwändiger Prozess, der extreme Präzision erfordert.
Da das Drahterodieren als eine recht langsame Bearbeitungstechnologie gilt, untersuchte ein internationaler Triebwerkshersteller die Möglichkeit, die Herstellungszeit von festen Turbinenteilen zu verkürzen, indem er das Drahterodieren durch andere Bearbeitungstechnologien ersetzte.
Die Herausforderung bestand darin, eine Technologie zu finden, die die hohen Anforderungen erfüllen konnte.
Thermische Schneidetechniken wie Laser und Faserlaser wurden getestet, aber die Hitzeeinwirkung auf das Material war zu groß, so dass das Laserschneiden verworfen werden musste.
Der nächste Schritt war die Untersuchung der Wasserstrahltechnologie als Option.
Die tropfenförmigen Konturen der Düsenturbine erforderten eine fünfachsige Bearbeitung und gleichzeitig einen sehr schmalen Schnitt, um kleine Konturen, scharfe Ecken, geringe Toleranzen und eine feine Schnittfläche zu bewältigen.
Das herkömmliche Wasserstrahlschneiden war schwierig anzuwenden, aber als wir die neue FiveX Ultra von Water Jet Sweden entdeckten, ergab sich eine Gelegenheit. FiveX Ultra ist eine vollständige 3D-Schneidmaschine (0-120˚ Schneiden), die für hochpräzise Schneidaufgaben entwickelt wurde. Da die FiveX Ultra mit einem FAWJ Micro Cutting Tool ausgestattet werden kann, sind auch extrem feine Schnitte bis hinunter zu 300 my möglich – für präzise und komplexe Formen.
Nach dem Besuch des Water Jet Sweden Demo Centers in Ronneby, Schweden, begann die Entwicklung einer neuen Fertigungsroutine für Düsentriebwerksturbinen.
Das Wasserstrahlschneiden ist ein Kaltschneideverfahren, so dass wärmebeeinflusste Zonen vermieden werden und die Schnittfläche seidenglatt ist.
Mit dem schmalen Schneidstrahl des Mikroschneidwerkzeugs konnten ausreichend scharfe Ecken geschnitten werden, aber es mussten Anpassungen an den leicht kegelförmigen Schneidstrahl vorgenommen werden, der für das Wasserstrahlschneiden charakteristisch ist.
Die TVL-Funktion (Steuerung des Kegelwinkels, variable Geschwindigkeit und Verzögerungskompensation) wurde fein abgestimmt, um schließlich ein zugelassenes Schnittprofil zu erzielen.
Die Tatsache, dass es nicht möglich war, die Teile direkt zu vermessen, war eine Herausforderung im Arbeitsprozess.
Stattdessen werden Dolmetscher eingesetzt, um die Konturgenauigkeit zu überprüfen.
In kleinen Schritten wurde der Prozess nach und nach optimiert, um schließlich das richtige und präzise Profil zu erhalten.
„Wir haben einen Prozess zur Optimierung der Schneidparameter für die Turbinenproduktion entwickelt, bei dem wir eine einzigartige Kombination aus unserer neuen 3D-Wasserstrahlschneidmaschine und unserem FAWJ-Mikroschneidwerkzeug verwenden“, erklärt Tony Ryd, Mitbegründer und CTO bei Water Jet Sweden.
Es gab eine Zeitersparnis in mehreren Schritten des Herstellungsprozesses.
Nicht nur die Schneidezeit wurde verbessert.
Die Rüstzeit
konnte auf ein Minimum reduziert werden, mit Vorrichtungen statt zeitaufwändiger Verdrahtung, und ein neues Autokalibrierungs-Tool reduzierte die Zeit vom Laden bis zum Produktionsstart erheblich.
„Turbinenhersteller auf der ganzen Welt, die Zeit und Geld sparen wollen, sind herzlich eingeladen, sich an uns zu wenden. Wir haben eine einzigartige Lösung, kombiniert mit umfangreicher Erfahrung in der effizienten Wasserstrahlbearbeitung für den industriellen Einsatz“, schließt Toy Ryd.
