nach oben
maschine+werkzeug 10/2014

Alternativen zur Blisk-Fertigung

Perspektive - Management

Luft- und Raumfahrt – Das WZL der RWTH Aachen, die Emag ECM GmbH und das Fraunhofer IPT analysieren gemeinsam alternative Fertigungsprozessketten und -technologien zur Bearbeitung nickelbasierter HPC-Blisks.

Als Teil der gemeinsamen Forschungsarbeit zwischen dem Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen, der Emag ECM GmbH und dem Geschäftsfeld Turbomaschinen des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT wurden die verschiedenen konventionellen und weiterführenden Bearbeitungsstrategien nickelbasierter hochdruckverdichtender (HPC) ›Blade Integrated Disks‹, kurz Blisks, auf technologische und wirtschaftliche Eigenschaften untersucht.

Die Idee dieses Projekts entstand während der International Conference on Turbomachinery Manufacturing – ICTM 2013 in Aachen. Um einen objektiven Vergleich zu erzielen, wird eine umfassende Auswertung der vorhandenen Technologien benötigt. Neben dem konventionellen Fräsen aus dem Vollen ist das präzise elektrochemische Abtragen (Precise Electrochemical Machining PECM) eine vielversprechende Alternative.

Zu einem vergleichbaren Ansatz sind, neben den grundsätzlichen Studien zu Schruppstrategien für vereinfachte Referenzgeometrien, bisher keine detaillierten und verlässlichen Informationen erhältlich. Um einen objektiven Vergleich der Technologien zu ermöglichen, wurde zunächst eine HPC-BLISK-Geometrie als Referenz für alle weiteren Studien gewählt. Die verwendete Bauteilgeometrie wurde aus einer Anzahl realer Blisk-Designs abgeleitet und weiterentwickelt.

Mit Hilfe dieser Referenzgeometrie haben alle Forschungspartner die Möglichkeit, verschiedene Fertigungsprozessketten und -technologien an vorhandenen Werkzeugmaschinen und unabhängig von Kundenwünschen miteinander zu vergleichen (Bild links). Im Rahmen des Projektes werden neben unterschiedlichen Fertigungstechnologien auch mögliche Prozessketten ausgewertet. Dafür vergleichen die Forscher zwei konventionelle Herstellungswege: mehrachsiges Fräsen kombiniert mit Polieren oder DC-ECM, gefolgt von PECM – mit verschiedenen alternativen Prozesswegen wie dem drahtbasierten Laserauftragschweißen, Hochdruckwasserstrahlschneiden, Polieren oder PECM.

Daneben werden aktuelle Methoden zum Erzielen der qualitativ bestmöglichen Strömungsflächen (sogenannte Superfinish-Oberflächen) zukünftiger Flugzeugmotorenteile in Betracht gezogen. Dies bedeutet, dass beinah hochglanzpolierte Oberflächen hergestellt werden müssen, um den Kraftstoffverbrauch weiter zu senken.

Die jeweilige Bearbeitung der Oberflächen kann entweder durch das automatisierte Polieren oder, abhängig vom Material des ursprünglichen Rohlings, durch PECM geschehen. Das Bild unten fasst alle Fertigungstechnologien zusammen, die im Projekt untersucht werden, und klassifiziert diese nach ihrem Bearbeitungspotenzial je nachdem, ob eine Alternative zum Schruppen, Veredeln oder Polieren besteht. Basierend auf der ausgewählten Referenzgeometrie und dem Werkstückmaterial Inconel 718 wird im Projekt das wesentliche Ziel der Ressourceneffizienz anhand des technologischen und wirtschaftlichen Vergleichs der verschiedenen Fertigungsprozessketten und -technologien identifiziert. Zusätzlich wird der individuell benötigte Aufwand zur CAD-/CAM-Unterstützung für jede der Technologien analysiert.

Im Zuge des 28. Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquiums 2014 wurden erste Ergebnisse des Projekts hinsichtlich bereits hergestellter Demonstrationsbauteile sowie zu individuellen technologischen Eigenschaften vorgestellt. Aufgrund der durchgehend positiven Rückmeldungen wird das Projekt fortgeführt. Ziel ist es dabei, zu jeder der Technologien mindestens ein Demonstrationsbauteil anzufertigen und alle relevanten Prozessdaten für die gewünschte Wirtschaftsanalyse zu dokumentieren. Diese Ergebnisse sollen auf der nächsten International Conference on Turbomachinery Manufacturing – ICTM am 25. und 26. Februar 2015 in Aachen präsentiert werden.

www.wzl.rwth-aachen.de

www.ipt.fraunhofer.de

www.emag.com

  • Forschungszusammenarbeit zwischen WZL, Emag ECM und dem Fraunhofer IPT, um verschiedene Herstellungsmöglichkeiten von Blisks umfassend zu analysieren.

    Forschungszusammenarbeit zwischen WZL, Emag ECM und dem Fraunhofer IPT, um verschiedene Herstellungsmöglichkeiten von Blisks umfassend zu analysieren.

  • Anwendungsbereiche der untersuchten Fertigungstechnologien für die Blisk-Herstellung.

    Anwendungsbereiche der untersuchten Fertigungstechnologien für die Blisk-Herstellung.

1 | 0
Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren
keine Kommentare
Diesen Artikel kommentieren





Über die Verarbeitung Ihrer personenbezogenen Daten zum Zweck der Kommentierung von Inhalten informiert Sie unsere Datenschutzerklärung.
Aktuelle Videos

Comau: Neueste Trends zur Smart Factory


Zu den Videos

Kostenloser E-Book Download
Kostenloser E-Book Download

Jetzt herunterladen!

Newsletter

Sie wollen immer top-aktuell informiert sein? Dann abonnieren Sie jetzt den kostenlosen Newsletter!

Hier kostenlos anmelden

Aktuellen Newsletter ansehen