Blisks, Blades und Impeller hocheffizient zerspanen? Wer mehr darüber wissen wollte, war auf den «Turbine Technology Days 2019» gut aufgehoben. Dort stellten die beiden Veranstaltungspartner Starrag und Blaser Swisslube funktionierende Prozessketten vor.

Die Anforderungen in der Turbinenproduktion steigen permanent – bezüglich der zu bearbeitenden Materialien, einzuhaltender Toleranzen und vor allem hinsichtlich der entstehenden Stückkosten. Bei den «Turbine Technology Days 2019» beklagt Keynote-Speaker Colin Sirett, CEO des AMRC (Advanced Manufacturing Research Centre) der University of Sheffield, dass in der Bearbeitung von Turbinen eine zu geringe Effizienz vorherrscht – insbesondere bei Blisks.

Noch immer gäbe es viele manuelle Tätigkeiten, sei es beim Handling zwischen den einzelnen Operationen oder auch beim Oberflächenfinish, die wertvolle Zeit kosten und Risiken beinhalten. Um das für die nächsten zehn Jahre prognostizierte Wachstum in dieser Branche zu bewältigen, müssten die Fertigungsprozesse überdacht und neue, automatisierte Abläufe installiert werden.

Intensive Suche nach Lösungen

Dr. Christian Walti, CEO der Starrag Group, ergänzt: «Kurz vor unserem Turbine-Event fand die Luftfahrtmesse ‹Paris Air Show› statt. Dort war deutlich zu erfahren, wie positiv sich die Aerospace-Branche entwickelt und wie intensiv OEMs und Zulieferer nach Lösungen suchen, um ihre Produktion noch effizienter zu gestalten.» Aber auch aus dem Energiesektor registriert Christian Walti grosses Interesse, die Turbinenproduktion hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit weiter zu optimieren.

Partnerschaften für die Gesamtprozess

Beste Voraussetzungen für gute Geschäfte – denn Starrag hat sich schon lange am Bedarf der Kunden ausgerichtet, wie Walti hervorhebt: «Wir verfolgen einen ganzheitlichen Ansatz. Das heisst, uns geht es nicht in erster Linie darum, Maschinen zu verkaufen. Bevorzugt liefern wir Produktionssysteme, die dem Kunden einen nachhaltigen Nutzen bringen. Aus diesem Grund entwickeln wir unser Angebot in die Breite und arbeiten zusätzlich intensiv mit Premiumpartnern zusammen, die für den Gesamtprozess eine wichtige Rolle spielen.»

Gemeinsame Forschung und Entwicklung

Ein solcher Partner ist der Kühlschmierstoffhersteller Blaser Swisslube, der die Veranstaltung in diesem Jahr mitgestaltet hat. CEO Marc Blaser betont: «Auch wir pflegen eine solche ganzheitliche Sichtweise, in der wir uns auf den Kunden und seine Anforderungen fokussieren. Insofern ist es eine tolle Gelegenheit, mit Starrag zusammen aufzutreten, da wir schon seit Jahren gemeinsam zahlreiche anwendungstechnische Forschungen und Entwicklungen betreiben.»

Ziel sei es, bestehenden sowie potentiellen Kunden zu zeigen, wie durch intensive Abstimmung von Werkzeugmaschine, Werkzeugen und Kühlschmierstoff Lösungen entstehen, die den Kunden substanziell und nachhaltig weiterbringen.

Blisk-Herstellung in einem Arbeitsgang

Insgesamt 13 Stationen gestalteten die beiden Veranstalter, bei denen stets der Prozessgedanke im Mittelpunkt steht. Selbst bei der Weltpremiere des fünfachsigen Bearbeitungszentrums NB 151, mit dem Starrag die spezielle Maschinenbaureihe zur Blisk-Bearbeitung abrundet, geht es um Prozessvorteile. Denn die Maschine eignet sich, um Blisks und Impeller in einem Arbeitsgang komplett, schnell und prozesssicher herzustellen.

Dr. Bernhard Bringmann, Leiter des Starrag-Werks in Rorschach, erklärt: «Mit unserer NB 151 liefern wir auch hochproduktive Schruppzyklen, die wiederum nur durch fortschrittliche Werkzeugentwicklungen und optimierte Kühlschmierstoffe möglich sind. Die Maschine eignet sich ebenfalls fürs effiziente Schlichten der Blisks mit hoher Dynamik und Präzision, so dass wir in der gesamten Blisk-Zerspanung einen Produktivitätsgewinn von zirka 20 Prozent gegenüber Standardlösungen erreichen.»

Der Kühlschmierstoff als zentraler Erfolgsfaktor

Welches Potential im Kühlschmierstoff steckt, der von Blaser gerne als «flüssiges Werkzeug» bezeichnet wird, demonstrierten beide Partner am etwas grösseren Blisk-Bearbeitungszentrum NB 251. Es wurde von Starrag für die Bearbeitung mit Öl angepasst und lieferte bei Schruppversuchen mit einem WSP-Fräser in TiAl6V4 beachtliche Ergebnisse. Zum Beispiel wurde nach 30 Minuten Bearbeitungszeit an den Wendeschneidplatten um 40 Prozent weniger Verschleiss gemessen als bei der Zerspanung mit Emulsion.

An weiteren Stationen erklärten Blaser Zerspanungsspezialisten, warum der Kühlschmierstoff einen wichtigen Erfolgsfaktor darstellt – wenn er auf die jeweilige Bearbeitung abgestimmt ist und sorgfältig gepflegt wird. So hat jede Sorte eigene Stärken. Das geruchslose Hochleistungsschleiföl Blasogrind GTC 7 zum Beispiel sorgt durch schnellen Luftaustrag für eine optimale Kühlleistung, und mit der kristallklaren Lösung Synergy 735 lassen sich höchste Oberflächenqualitäten erzielen.

Einzigartige, einfache Stand-alone-Automation

Wie sich die Nebenzeiten minimieren lassen, durften die Teilnehmer an einem Starrag LX 021-Bearbeitungszentrum nachvollziehen. Die kleinste Ausführung der LX-Baureihe, die für die hochgenaue, effiziente simultane 5-Achs-Bearbeitung von Turbinenschaufeln entwickelt wurde, ist für die Komplettbearbeitung einer Kompressorschaufel ausgestattet. Die Maschine be- und entlädt die Teile automatisch aus einem Palettenspeicher, so dass dieser meist manuell ausgeführte Vorgang in Sekundenschnelle erledigt werden kann. Eine spezielle Vorrichtung übernimmt das Umspannen zwischen Fuss- und Schaufelbearbeitung – und spart damit weitere Zeit.

Flexible Fertigungssysteme

Starrag verfügt über einen reichen Erfahrungsschatz hinsichtlich der Automatisierung – auch bezüglich Mehr-Maschinen-Anlagen beziehungsweise Flexiblen Fertigungssystemen (FMS – Flexible Manufacturing Systems). Bereits seit über zwanzig Jahren entstehen in Rorschacherberg solche Turn-Key-Projekte zur Herstellung von Turbinenschaufeln und Strukturbauteilen, in die verschiedenste Maschinen aus der Starrag-Gruppe eingebunden werden.

An solchen FMS beweist sich das vorhandene Prozess-Know-how. Viele Elemente – von speziellen Hartmetallfräsern über Vorrichtungen, CAM-System RCS zur Schaufelbearbeitung bis zur Leitstandsoftware – stammen aus Starrag-eigener Innovationsschmiede. Bei anderen Komponenten setzt Starrag auf seine bewährten Kompetenzpartner, deren Produkte – von Schleifmaschinen über Werkzeugsysteme bis zu Softwarelösungen – die Prozesskette komplettieren.

Auch von ihnen waren einige bei den Turbine Technology Days auf Messeständen präsent, um mit Besuchern zu diskutieren und ihr Fachwissen weiter zu geben.