Turbinen, Pumpen und Verdichter

Turbinen arbeiten überaus wirksam in vielen Sektoren: von Generatoren für die Energieerzeugung bis hin zu Antrieben für Flugzeuge. Dabei ist bereits bei der Fertigung ihrer komplexen Rotationsteile höchste Effizienz gefragt.

Impeller und Blisks sind äußerst komplexe Rotationsteile, die bei Turbomaschinen zum Einsatz kommen. Schon einzelne Turbinenschaufeln sind High-End-Bauteile, die zahlreiche Anforderungen hinsichtlich Oberflächengüte und Freiformgenauigkeit erfüllen müssen. Bei der Herstellung von Impellern und Blisks führt kein Weg an der höchst anspruchsvollen 5-Achs-Fräsbearbeitung vorbei.

Herausforderungen der Branche

  • Komplexe Werkstückgeometrien: Für die Bearbeitung der hochkomplexen Impeller- und Bliskgeometrien sind sichere 5-Achs-Strategien erforderlich
  • Schwer zerspanbare Werkstoffe: Um selbst Titan oder Inconel effizient und werkzeugschonend zu bearbeiten, bedarf es innovativer Spezialstrategien
  • Hohe Oberflächenqualität und enge Maßtoleranzen: Um auch bei Impellern, Blisks und Turbinenschaufeln die erforderliche Oberflächenqualität bei geringem Programmieraufwand zu erzielen, sind besonders effiziente Strategien nötig

Perfekt auf die Anforderungen abgestimmte Spezialpakete erleichtern das Programmieren

Das Bearbeiten von Impellern und Blisks stellt hohe Anforderungen an die CAM-Software. Standardmäßige 5-Achs-Strategien reichen für effiziente NC-Programme zur Herstellung dieser Bauteile nicht aus. Mit seinem Impeller-Blisk- sowie dem Turbinenschaufel-Paket bietet OPEN MIND daher Bearbeitungsstrategien, die eigens für das einfache und effektive Programmieren von Turbokomponenten entwickelt wurden. Die Integration in die gewohnte hyperMILL®-Umgebung ermöglicht dabei ein Kombinieren mit anderen Bearbeitungsoptionen, um die Herstellung der Teile zu optimieren bzw. zu komplettieren. Außerdem lassen sich natürlich auch andere Komponenten der Turbomaschinen beispielsweise Vorrichtungen, Rohteile und vieles andere mehr in einer Softwarelösung programmieren. Da die hyperMILL®-Spezialpakete einfach anzuwendende Automatismen bereitstellen, können die Anwender selbst komplizierte Bauteile ohne besondere Vorkenntnisse programmieren.

CAM-Strategien für branchentypische Bauteile

Impeller/BlisksImpeller/Blisks

Impeller/Blisks

Das Spezialpaket für die Impeller- und Bliskbearbeitung beinhaltet folgende Strategien:

  • Impeller/Blisk-Schruppen
  • Impeller/Blisk-Bohrschruppen
  • Impeller/Blisk-Bodenbearbeitung
  • Impeller/Blisk-Blatt-Punktkontakt
  • Impeller/Blisk-Blatt-Flankenkontakt
  • Impeller/Blisk-Kantenbearbeitung
  • Impeller/Blisk-Bodenradienbearbeitung
TurbinenschaufelTurbinenschaufel

Turbinenschaufel

Das Spezialpaket für die Turbinenschaufel-Bearbeitung enthält folgende Strategien:

  • 5-Achs-Turbinenschaufel-Stirnen
  • 5-Achs-Turbinenschaufel-Walzen
  • 5-Achs-Turbinenschaufel-Radienbearbeitung
  • 5-Achs-Turbinenschaufel-Plattformbearbeitung

Automation beschleunigt die Programmierung

Der stetig steigende Kostendruck macht auch vor dem Turbinenbau nicht Halt. Umso wichtiger ist es, den gesamten Fertigungsprozess so ökonomisch wie möglich zu gestalten: von der NC-Programmierung bis zum Fräsen.
Mit der Feature- und Makrotechnologie lassen sich in der NC-Programmierung enorme Zeiteinsparungen erzielen. Eine einfache Definition des Impeller- oder Turbinenschaufel-Features ermöglicht es hier, gespeicherte Programmierabläufe in Form eines Makros anzuwenden. Die komplette NC-Programmierung kann somit automatisiert, standardisiert und extrem schnell durchgeführt werden.

Referenzen

Sicher ist sicher: Simulation und Kollisionsvermeidung

Die von OPEN MIND entwickelten Simulationstechnologien und Postprozessoren erlauben es, selbst die komplexesten Impeller, Blisks und Turbinenschaufeln jederzeit sicher zu fertigen. So bietet hyperMILL® VIRTUAL Machining unter anderem eine NC-Code-basierte Simulation. Diese berücksichtigt sowohl die Geometrien als auch das kinematische Verhalten aller am Fertigungsprozess beteiligten Komponenten. Bei der simulierten 5-Achs-Bearbeitung sieht der Anwender exakt die Bewegungen, die die Werkzeugmaschine tatsächlich ausführen wird. Integrierte Sicherheitsmechanismen gewährleisten, dass nur kollisionsfreie NC-Programme an die Werkzeugmaschine übertragen werden.

Vorteile auf einen Blick

  • Komplettlösung: alles unter einer Bedienoberfläche
  • Best-in-Class-5-Achs-Strategien: ermöglichen die sichere Bearbeitung von komplexen Impellern, Blisks und Turbinenschaufeln
  • Einfach zu programmieren: intuitiv und durch Automatismen unterstützt
  • Hohe Prozesssicherheit: dank kollisionsgeprüfter Werkzeugbahnen sowie zuverlässiger Simulation und Kollisionsvermeidung
  • Optimierte Schrupp- und Schlichtstrategien: für effiziente, werkzeug- und maschinenschonende Bearbeitungen, auch bei schwer zerspanbarem Material

Galerie

Videos

TurbinenschaufelbearbeitungTurbinenschaufelbearbeitung


Turbinenschaufel | GROB

Dieses Video zeigt als Beispiel die Bearbeitung einer Turbinenschaufel auf einer GROB G550-Werkzeugmaschine. Selbstverständlich wurde die Turbinenschaufel mit der CAM-Software hyperMILL® programmiert.

Impeller/Blisk-BearbeitungImpeller/Blisk-Bearbeitung


Impellerbearbeitung

Um komplexe Rotationsteile mit mehreren Schaufeln wie Blisks und Laufrädern sowie Einzelschaufeln herzustellen, führt kein Weg an einer komplexen 5-Achs-Fräsbearbeitung vorbei. OPEN MIND bietet ein eigenes Impeller/Blisk- und Turbinenschaufelpaket für Komponenten in Flugzeugtriebwerken, Turbomaschinen und Stromerzeugern. Damit lassen sich diese komplexen Anwendungen auch ohne besondere Fachkenntnisse programmieren.