Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aus Zwei mach Drei: Zusätzliche Drehachse soll Kosten im Triebwerksbau senken

28.08.2013
Beim Drehen von Triebwerkskomponenten aus hochwarmfesten Werkstoffen muss oft schon nach wenigen Minuten das Werkzeug gewechselt werden – entweder weil es bereits verschlissen ist oder weil aufgrund der Bauteilgeometrie ein anderer Werkzeugwinkel eingestellt werden muss. Für eine einzige Turbinenscheibe werden beispielsweise weit mehr als 100 Schneidplatten verbraucht, eine Vielzahl an unterschiedlichen Werkzeughaltern kommt dabei zum Einsatz.

Auf der EMO Hannover 2013 in Halle 13, Stand A54 zeigt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT vom 16. bis 21. September eine Alternative zu dieser aufwändigen und kostspieligen Art der Herstellung: Mit dem dreiachsigen Drehen können Unternehmen in Zukunft bis zu 30 Prozent der Bearbeitungskosten einsparen.

Viele rotationssymmetrische Bauteile, die in Turbomaschinen zum Einsatz kommen, werden durch eine Drehbearbeitung hergestellt. Turbinenscheiben, -gehäuse oder Triebwerkswellen aus Werkstoffen mit extrem hoher Festigkeit, so genannten Superlegierungen, sind oft sehr komplex geformt und dadurch extrem teuer. Die aufwändigen Geometrien erfordern beim herkömmlichen Drehen eine Vielzahl an Werkzeugwechseln und verschiedenen Werkzeughaltern, um die komplexen Konturen des Bauteils zu erzeugen.

Die ständigen Werkzeugwechsel führen zu langen Nebenzeiten in der Maschine und erhöhen so die Herstellungskosten immens. Auch durchgehende, lange Schnitte sind bei den schwer zerspanbaren Werkstoffen kaum möglich, da das Werkzeug bereits nach wenigen Minuten verschlissen ist. Dann kann das Material nur noch ungenau abgetragen und die erforderliche Formgenauigkeit und Oberflächengüte nicht mehr erzielt werden.

Dritte Achse für mehr Flexibilität und seltenere Werkzeugwechsel

Das simultane, dreiachsige Drehen kann hier Abhilfe schaffen: Der Winkel, in dem das Drehwerkzeug auf das Metall trifft, wird dabei nicht mehr wie bisher durch die Geometrie des Werkzeughalters bestimmt. Stattdessen übernimmt eine dritte, rotatorische Achse, zusätzlich zu den beiden üblichen, translatorischen Achsen X und Z die Einstellung des Winkels.

Marktübliche Dreh-Fräs-Zentren besitzen bereits solch eine dritte rotatorische B-Achse. Sie wird jedoch heute für das Drehen noch nicht genutzt, sondern nur für den Fräsprozess - und das, obwohl dadurch auch die Flexibilität der Drehoperationen deutlich erhöht werden könnte und die Werkzeughalter seltener gewechselt werden müssten. Indem außerdem die Werkzeugschneiden gezielt mit unterschiedlichen Berührungspunkten in das Material eingreifen, verteilt sich auch der Werkzeugverschließ über die gesamte Schneide und der Werkzeugverbrauch nimmt insgesamt deutlich ab.

Das Fraunhofer IPT prognostiziert, dass sich mit diesem Verfahren die Herstellungskosten bis zu 30 Prozent senken lassen – durch seltenere Werkzeughalterwechsel, einen geringeren Werkzeugverbrauch und damit kürzere Nebenzeiten der Maschine.

Das Fraunhofer IPT arbeitet zurzeit daran, die B-Achse vollständig für den Drehprozess nutzbar zu machen. Neue Modelle zur Beschreibung des Drehprozesses, und die passenden Methoden zur Prozessauslegung sollen den industriellen Einsatz schon bald in greifbare Nähe rücken. So lassen sich nicht nur der Werkzeugverschleiß und die Anzahl der Werkzeugwechsel optimieren, die Prozesse werden auch flexibler bei gleichzeitig sinkenden Bearbeitungskosten.

Kontakt

Dipl.-Ing. Florian Degen
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstr. 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-289
Fax +49 241 8904-6289
florian.degen@ipt.fraunhofer.de
www.ipt.fraunhofer.de
Diese Presseinformation und zwei Grafiken, die den Drehprozess illustrieren finden Sie auch im Internet unter www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20130826emo2013drehen.html

Susanne Krause | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipt.fraunhofer.de

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: A new look at 'strange metals'

For years, a new synthesis method has been developed at TU Wien (Vienna) to unlock the secrets of "strange metals". Now a breakthrough has been achieved. The results have been published in "Science".

Superconductors allow electrical current to flow without any resistance - but only below a certain critical temperature. Many materials have to be cooled down...

Im Focus: DKMS-Studie zum Erfolg von Stammzelltransplantationen

Den möglichen Einfluss von Killerzell-Immunoglobulin-ähnlichen Rezeptoren (KIR) auf den Erfolg von Stammzelltransplantationen hat jetzt ein interdisziplinäres Forscherteam der DKMS untersucht. Das Ergebnis: Bei 2222 Patient-Spender-Paaren mit bestimmten KIR-HLA-Kombinationen konnten die Wissenschaftler keine signifikanten Auswirkungen feststellen. Jetzt wollen die Forscher weitere KIR-HLA-Kombinationen in den Blick nehmen – denn dieser Forschungsansatz könnte künftig Leben retten.

Die DKMS ist bekannt als Stammzellspenderdatei, die zum Ziel hat, Blutkrebspatienten eine zweite Chance auf Leben zu ermöglichen. Auch auf der...

Im Focus: Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen

Europäische Union fördert Forschungsprojekt „PredActin“ mit 1,2 Millionen Euro

Aktin ist ein wichtiges Strukturprotein in unserem Körper. Als Hauptbestandteil des Zellgerüstes sorgt es etwa dafür, dass unsere Zellen eine stabile Form...

Im Focus: Programmable nests for cells

KIT researchers develop novel composites of DNA, silica particles, and carbon nanotubes -- Properties can be tailored to various applications

Using DNA, smallest silica particles, and carbon nanotubes, researchers of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) developed novel programmable materials....

Im Focus: Miniatur-Doppelverglasung: Wärmeisolierendes und gleichzeitig wärmeleitendes Material entwickelt

Styropor oder Kupfer – beide Materialien weisen stark unterschiedliche Eigenschaften auf, was ihre Fähigkeit betrifft, Wärme zu leiten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz und der Universität Bayreuth haben nun gemeinsam ein neuartiges, extrem dünnes und transparentes Material entwickelt und charakterisiert, welches richtungsabhängig unterschiedliche Wärmeleiteigenschaften aufweist. Während es in einer Richtung extrem gut Wärme leiten kann, zeigt es in der anderen Richtung gute Wärmeisolation.

Wärmeisolation und Wärmeleitung spielen in unserem Alltag eine entscheidende Rolle – angefangen von Computerprozessoren, bei denen es wichtig ist, Wärme...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

KIT im Rathaus: Städte und Wetterextreme

21.01.2020 | Veranstaltungen

11. Tagung Kraftwerk Batterie - Advanced Battery Power Conference am 24-25. März 2020 in Münster/Germany

16.01.2020 | Veranstaltungen

Leben auf dem Mars: Woher kommt das Methan?

16.01.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Human-Antikörper statt Pferdeseren für die Behandlung von Diphtherie

21.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

Mit Mixed Reality Maschinen überwachen

21.01.2020 | Informationstechnologie

Hydraulische Hubtisch – Plattformwaage PCE-HLTS 500 mit individueller Arbeitshöhe

21.01.2020 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics