(openPR) Werkzeugspannsystem mit hoher Vibrationsdämpfung zur Titanbearbeitung
04.06.2009 | Autor / Redakteur: Martin Brönnimann / Rüdiger Kroh
Mit dem Werkzeugspannsystem wurde es möglich, die innovative Frässtrategie zu realisieren und die Bearbeitungszeit um 42% zu senken.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie kommen verstärkt schwer zerspanbare Werkstoffe wie Titan zum Einsatz. Mit einem Hochleistungs-Werkzeugspannsystem sowie einer optimierten Frässtrategie steigerte der Triebwerkshersteller MTU die Produktivität bei der Titan-Blisk-Herstellung deutlich. Die die Bearbeitungszeit sank um 42%, die Werkzeugkosten verringerten sich um 76%.
Insbesondere die Luft- und Raumfahrtindustrie, aber auch Automobilbauer setzen Hightech-Materialien wie kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) oder Titan ein, um noch leichtere und kraftstoffsparendere Modelle als bisher anzubieten. Aktuelle Beispiele wie Boeing 787 oder Airbus A 350 und A 380 zeigen: Insbesondere Titan und Verbundwerkstoffe aus Kunststoff und Kohlefasern, die mit Titanschichten verbacken sind, schicken sich an, den klassischen Werkstoff Aluminium im Flugzeugbau zu verdrängen.
Einen Haken hat die Sache aber: So vorteilhaft die Eigenschaften des zähen, elastischen und korrosionsbeständigen Leichtmetalls Titan sind, so schwer gestaltet sich dessen Zerspanung. Sie verlangt den eingesetzten Maschinen und Werkzeugen auch angesichts der hohen thermischen und mechanischen Belastungen alles ab. Die perfekte Kombination aller am Prozess maßgeblich beteiligten Parameter ist die Grundlage für eine optimale Bearbeitung. Dafür gilt es, Maschine, Aufspannung des Werkstücks, Werkzeugspannsystem und Zerspanstrategie auf den Prüfstand zu stellen.
Scheibe und Schaufel bestehen aus einem Stück
Die komplette Analyse des Zerspanprozesses hatte auch beim führenden deutschen Triebwerkshersteller MTU Aero Engines durchschlagenden Erfolg bei der Herstellung von innovativen Titan-Blisks. Das sind integrale Rotor-Konstruktionen, bei der Scheibe und Schaufel beziehungsweise Blatt (Blade + Disk = Blisk) aus einem Stück bestehen. Das macht Schaufelfüße und Scheibennuten überflüssig.
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Um dieses komplexe Bauteil qualitativ hochwertig, aber kostenoptimiert zu fertigen, setzten die MTU-Spezialisten bei der Frässtrategie und dem Werkzeugspannsystem an. Trochoides Taumelfräsen mit umlaufender Blattbearbeitung beim Vor- und Fertigfräsen spart nun im Vergleich zur konventionellen Bearbeitung unter anderem den vorher hohen Anteil an Stechfräs- und Schaufelzwischenraum-Schruppen ein.
Werkzeug muss absolut vibrationsfrei arbeiten
Bei der Bearbeitung der dünnwandigen Titan-Schaufeln kommt es darauf an, dass das Werkzeug absolut vibrationsfrei arbeitet. Nur so lässt sich überhaupt die neue Frässtrategie prozesssicher einsetzen. Das schafft nur ein Hightech-Werkzeughaltesystem.
