Metallbearbeitung: Perfekte Strömungsprofile mit Rexroth Automatisierung schneller produziert Turboschnelle Rechenleistung

Für Turbolader von ABB Turbo Systems ist der Transport grosser Containerschiffe oder Fähren ein Leichtes. Kombiniert mit Dieselmotoren, verdreifachen sie deren Leistung im Vergleich zu Motoren gleicher Baugrösse ohne Aufladung. Die Antriebe verbrennen dabei sauberer und benötigen rund ein Zehntel weniger Treibstoff. Für die Herstellung der Turbinenschaufeln auf der Abgasseite kommt eine CNC-Lösung von Bosch Rexroth zum Einsatz.

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Mit der Investition in zwei neue Turbomill-800-g-Bearbeitungszentren von Liechti Engineering aus Langnau konnte ABB das Fertigungstempo um mehr als 40 Prozent steigern. Dank der Komplettbearbeitung auf der Maschine, inklusive Gravierung der Seriennummer, sind keine Folgebearbeitungen mehr nötig. Zur Leistungsstärke der Liechti-Turbomill trägt die hohe Rechenperformance des CNC-Systems IndraMotion MTX von Bosch Rexroth mit dezentral verteilter Steuerungs- und Antriebsintelligenz wesentlich bei.

Berechnungen im Millisekundentakt

Die CNC-Steuerung berechnet die notwendige Transformation der Fünf-Achs-Kinematik und überträgt die kartesischen Raumpunkte in ein koordiniertes Zusammenspiel unterschiedlicher Achsbewegungen. Die Komplettlösung aus CNC-Steuerung und Antrieben arbeitet mit einem Interpolationstakt von 1 ms. Das ermöglicht das direkte Abarbeiten der NC-Programme ohne die sonst übliche Approximation, also Veränderung der NC-Sätze durch die IndraMotion MTX. Verfälschungen hinsichtlich Geometrie und Geschwindigkeit an den kritischen Bearbeitungsstellen der Turbinenschaufel lassen sich so vermeiden.

«Für uns ist Produktivität entscheidend, weil wir grosse Stückzahlen fertigen. Jeder Auftrag, den wir extern vergeben müssten, würde die Wertschöpfungskette beeinträchtigen», beschreibt Cyrill Arnet, Manager für Technologie und Investmentprojekte bei ABB, die Rahmenbedingungen. Vor diesem Hintergrund hat ABB in eine speziell auf die eigenen Bedürfnisse angepasste Turbomill des Typs 800 g von Liechti Engineering investiert. Präzision, Verfügbarkeit und Zykluszeiten haben den Ausschlag gegeben, konzernweite Standards zu Gunsten der Performance zu verlassen. Arnet: «Deshalb die Anlage von Liechti und deshalb Bosch Rexroth für die Antriebs- und Steuerungstechnik.»

Am Anfang der Bearbeitung steht ein Metallquader, aus dem die Turbomill in mehreren Schritten eine Turbinenschaufel herausfräst. Der Klotz besteht aus einer auf die Anwendung abgestimmten Stahllegierung. Seine Grösse hängt direkt von der zu fertigenden Flügelgrösse ab. Die grösste Einheit wiegt 2,7 Kilogramm, der dazugehörige Block 25 Kilogramm. 52 Minuten braucht die Turbomill für die vollautomatische Bearbeitung inklusive Materialhandling. Bei der kleinsten Schaufel sind es 33 Minuten. Die Bauteilevarianz zählt aktuell sechs unterschiedliche Schaufelgrössen und sieben verschiedene Anstellwinkel. Ist die Bearbeitung abgeschlossen, kommen die Turboladerschaufeln einbaufertig aus der Anlage heraus. Etwa 90 Prozent des ursprünglichen Werkstückes haben sich dann in Späne verwandelt. Diese hohe Quote macht deutlich, warum neben der Produktivität und Präzision auch die Lebensdauer – vor allem in puncto Standzeit der Werkzeuge – eine grosse Rolle spielt.

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