Expertengespräch

Luft- und Raumfahrt: Bliskbearbeitung

Quantensprung geschafft

10.03.2009

Profiwissen pur: Trochoides Taumelfräsen

Profiwissen pur: Trochoides Taumelfräsen

Das trochoide Taumelfräsen wird bei MTU Aero Engines zum Schruppen von Blisks aus Titan- oder Nickel-Basislegierungen eingesetzt. Dabei vollführt das Fräswerkzeug keine lineare Vorwärtsbewegung, sondern bewegt sich auf einer exzentrischen Kreisbahn zwischen den zu bearbeitenden Schaufelflanken nach vorne. Die Fräsbahnen werden im Gleichlauf programmiert.

Aufgrund der geometrisch im Raum gekrümmten Schaufelflanken macht die Bearbeitung nur auf simultan gesteuerten 5-Achs-Bearbeitungszentren Sinn. Die Schneidflanken der Fräser sind in Kordelverzahnung ausgeführt; sie dient als Spanbrecher und minimiert die Schnittkräfte.

Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass der Fräser nicht mit vollem Umschlingungswinkel von 180° im Einsatz ist wie beim konventionellen Schlitzfräsen, sondern im wesentlich kleineren Winkelbereich von 30 bis 70° eingreift. In Kombination mit geringen radialen Zustellungen von ae = 0,2 bis 3 mm können sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten erzielt werden. Dazu ein Vergleich: Beim konventionellen Fräsen in Titan erreicht man ein vc bei 50 bis maximal 100 m/min; beim trochoiden Fräsen sind Werte bis zu 350 m/min möglich. Zudem erlaubt das Verfahren Schnitttiefen von bis zu 2 x D; konventionelle Bearbeitung kommen über 0,5 x D nicht hinaus. In Summe erzielt man damit Einsparungen bei der Bearbeitungszeit von über 50 Prozent. Die geringen Schnitttiefen führen zudem dazu, dass sich die Werkzeugstandzeiten um nahezu den Faktor 10 verlängern.

Die Umsetzung des trochoiden Taumelfräsens als praxis- und serientaugliches Instrument ist eng mit der dazu notwendigen Software und dem Blick auf die gesamte Prozesskette verbunden. Zur Zeit stellt laut Aussage von MTU Aero Engines die Maschinendynamik vor allem der rotativen Achsen ein gewisses limitierendes Element dar.

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