Neue Technologie vereinfacht die Herstellung von Strahltriebwerken

Bei der Herstellung von Triebwerksturbinen wird häufig Drahterodieren eingesetzt, da die Technologie schmale Schnitte für präzise und komplexe Formen ermöglicht. Die Kehrseite der Medaille ist, dass das Drahterodieren ein zeitaufwändiger Fertigungsprozess ist, sowohl die Rüstzeit als auch die Verarbeitung. Es ist auch ein thermischer Herstellungsprozess, der die Eigenschaften des Materials beeinflusst. Jetzt kann dies durch den Einsatz einer neuen und innovativen Wasserstrahlschneidtechnologie gelöst werden.

Die Herstellung von Turbinen für Düsentriebwerke ist ein zeitaufwändiger Prozess, der äußerste Präzision erfordert. Da das Drahterodieren als recht langsame Bearbeitungstechnologie anerkannt ist, untersuchte ein internationaler Triebwerkslieferant die Möglichkeit, die Fertigungszeit von festen Turbinenteilen zu verkürzen, indem das Drahterodieren durch andere Schneidtechnologien ersetzt wird. Die Herausforderung bestand darin, eine Technologie zu finden, die den hohen Anforderungen gerecht wird.

Thermische Schneidtechnologien wie Laser und Faserlaser wurden getestet, aber es gab zu viel Wärmeeinfluss auf das Material, so dass das Laserschneiden verworfen werden musste. Der nächste Schritt bestand darin, die Wasserstrahltechnologie als Option zu untersuchen. Die tropfenförmigen Konturen der Strahlturbine erforderten eine fünfachsige Bearbeitung und gleichzeitig einen sehr schmalen Schnitt, um kleine Konturen, scharfe Ecken und geringe Toleranzen zu bewältigen, mit feiner Schnittfläche.

Das traditionelle Wasserstrahlschneiden war schwierig anzuwenden, aber als die neue FiveX Ultra von Water Jet Sweden entdeckt wurde, bot sich eine Gelegenheit. FiveX Ultra ist eine vollständige 3D-Schneidemaschine (0-120°-Schneiden), die für die Verwaltung hochpräziser Schnittaufgaben entwickelt wurde. Da FiveX Ultra mit einem FAWJ Micro Cutting Tool ausgestattet werden kann, schafft es auch extrem feine Schnitte bis 300 my, für präzise und komplexe Formen.

Nach dem Besuch des Water Jet Sweden Demo Centers in Ronneby, Schweden, begann die Entwicklung einer neuen Fertigungsroutine für Triebwerksturbinen.

Es werden Parameter definiert, um die Produktion von Strahltriebwerksturbinen mit Wasserstrahltechnologie zu ermöglichen.

Beim Wasserstrahlschneiden handelt es sich um ein Kaltschneidverfahren, so dass Wärmeeinflusszonen vermieden werden und die Schnittfläche seidenglatt ist. Mit dem schmalen Schneidbalken des Mikroschneidwerkzeugs konnte es ausreichend scharfe Ecken schneiden, allerdings musste der leicht kegelförmige Schneidbalken, der für das Wasserstrahlschneiden charakteristisch ist, angepasst werden. Die TVL-Funktion (Kegelwinkelregelung, variable Drehzahl- und Verzögerungskompensation) wurde verfeinert, um schließlich ein zugelassenes Schnittprofil zu erreichen.

Die Tatsache, dass es nicht möglich war, direkte Messungen an den Teilen vorzunehmen, war eine Herausforderung im Arbeitsprozess. Stattdessen werden Interpreter 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 ein Verfahren entwickelt, um die Schneidparameter für die Turbinenproduktion zu optimieren, indem wir eine einzigartige Kombination aus unserer neuen 3D-Wasserstrahlschneidmaschine und unserem FAWJ-Mikroschneidwerkzeug verwenden“, sagt Tony Ryd, Mitbegründer und CTO bei Water Jet Sweden.

Es gab eine Zeitersparnis in mehreren Schritten des Herstellungsprozesses. Nicht nur die Schnittzeit hat sich verbessert. Die Einrichtungszeit konnte auf ein Minimum reduziert werden, mit Vorrichtungen anstelle einer zeitaufwändigen Verkabelung, und ein neues automatisches Kalibrierungstool reduzierte die Zeit vom Laden bis zum Produktionsstart erheblich.

– Turbinenhersteller auf der ganzen Welt, die Zeit und Geld sparen möchten, können sich gerne an uns wenden. Wir haben eine einzigartige Lösung in Kombination mit umfangreicher Erfahrung in der effizienten Wasserstrahlbearbeitung für den industriellen Einsatz, so Tony Ryd abschließend.

FiveX Ultra mit Mikroschneidkopf ist eine einzigartige Frontline-Technologie für fortschrittliches Wasserstrahlschneiden.

Feinabstimmung der Parameter im Water Jet Sweden Demo Center in Ronneby, Schweden.