Flugzeugtriebwerke und Gasturbinen

Fan
Neuteil: Bei der End-Bearbeitung geschmiedeter Rohlinge werden Schwingungsdämpfer (Snubber) entsprechend der Soll-Geometrie (nominal) gefräst: Durch Adaption wird ein einen sanften Übergang in die Schaufelfläche erreicht. Andere Anwendungen sind die Profilierung der Ein- und Austrittskanten sowie die Bearbeitung der Plattform.
Reparatur: Re-Konturieren der Eintrittskante

Verdichter
Neuteil: End-Bearbeitung linear reibgeschweisster Blisks
Reparatur: Re-Konturieren aufgeschweisster oder gepatchter Tips bzw. Ein- und Austrittskanten. Auftragschweissen für Tip-Repair

Brennkammer
Reparatur: Bei der Riss-Reparatur helfen adaptive Systeme, komplexe Reparaturen/Schweissprozesse zu automatisieren. Hierbei werden geeignete Strategien abhängig von der Schadensgröße ausgewählt.

Turbine 
Reparatur: Bei einer Tip-Reparatur erfasst OpenARMS die individuelle Form und Lage der jeweiligen Schaufel berücksichtigt diese bei der anschließenden Re-Profilierung durch Fräsen/Schleifen. siehe Systemintegration.
Reparatur: Unterstützung des Schweissprozesses zum Wiederherstellen der Dichtprofile im Bereich des Tips.

Turbinen-Leitschaufeln
Reparatur: Hohe Belastungen führen zu einer Veränderung des Schaufel-Profils. Nach einem vorhergehenden Lötprozess ermöglicht die Adaptive Bearbeitung das automatisierte Reprofilieren und damit die Wiederherstellung der Treibwerksleistung.

Blisk-Fertigung
Neuteil: OpenARMS entfernt die beim Reibschweissen von Blisks benötigten Halte-Elemente und erzeugt einen sanften Übergang in den Ringraum. Der kompletten Arbeitsablauf (Messung, Berechnung, Ausführung) wird durch OpenARMS kontrolliert.

OpenARMS in der Additiven Fertigung

Unterstützung beim 3D-Druck und der Nachbearbeitung

Im Rahmen hybrider Fertigungsverfahren kann OpenARMS sowohl den eigentlichen Materialauftrag als auch die nachfolgende mechanische Bearbeitung an die Gegebenheiten anpassen. So lässt sich z.B. ein Basisbauteil scannen, um darauf den Aufbau von funktionalen Elementen zu starten. Diese Elemente können dann anschließend auf das Fertigmaß bearbeitet werden. Auch die Entfernung von nicht mehr benötigten Stützstrukturen, ohne Beschädigung des Werkstücks, zählt zu Aufgaben, die sich mit OpenARMS realisieren lassen. .

Die Fähigkeiten von OpenARMS lassen sich insbesondere auf hybriden Maschinen (additive und subtraktive Prozesse) sehr wirtschaftlich nutzen. So kontrolliert OpenARMS bei der automatisierten Reparatur von Turboladern das Ausfräsen von Beschädigungen, deren Auffüllung mit Material. Ein Beiarbeiten auf das Fertigmaß schließt die Arbeiten ab..

In gleicher Weise lassen sich auch abgenutzte Werkzeuge lokal reparieren. Dabei werden beschädigte Bereiche werden, der Materialauftrag wird vorbereitet. Im Anschluss an den Materialauftrag stellt ein Fräsprozess die gewünschte Geometrie wieder her.

OpenARMS | Bearbeitung von Kohlefaserbauteilen

Bei vielen Schritten der Composite-Fertigung bereiten Geometrieabweichungen Probleme. Die Automatisierung mit konventionellen NC-Prozessen stößt hierbei an die Grenzen. Mit geometrisch adaptierten  Bearbeitung lassen sich diese Aufgaben jedoch meistern. Verglichen mit der relativ einfachen Montage metallischer Komponenten ist die Montage von Composite-Bauteilen auf Grund großer Abmessungen und Formabweichungen deutlich aufwendiger. Durch die stetig zunehmende Größe der Bauteile bei gleichzeitig reduzierten Toleranzen wird eine geometrisch adaptive Bearbeitung immer wichtiger.

Typische Anwendung von OpenARMS im Bereich der Kohlefaserbauteile sind das adaptive Nachfräsen von Bauteilen mit Aufmaßen (sacrificial machining) sowie das Post-machining von Kontaktflächen. Letzteres dient zur Verringerung des Aufwands beim nachfolgenden Shimming.

Weisen Kohlefaserbauteile individuelle Beschädigungen auf, so erfordert deren Reparatur ein großflächiges Entfernen einzelner Lagen (Scarfing). Manuell ist diese Arbeit sehr belastend. Mit Hilfe der Adaptive Bearbeitung lässt sich eine Reparatur automatisiert vorbereiten. Hierzu wird das Bauteil zunächst gescannt. Anschließend erfolgt eine Anpassung der Bearbeitung basierend auf den Daten.

BCT OpenARMS, das Prinzip der adaptiven Bearbeitung

Im Gegensatz zur klassischen Fertigung-Ansätzen berücksichtigt die Adaptive Bearbeitung individuelle Bauteilformen und Aufspannsituationen. Hierdurch wird eine automatische Bearbeitung individuell geformter Bauteile möglich. Um diese Aufgabe zu erfüllen benötigt die Adaptive Bearbeitung die Kenntnis der nominalen und der aktuellen, realen Situation.

nominal: Die nominale Bauteilgeometrie wird durch ein CAD Modell beschrieben. Die nominale Bearbeitung durch eine meist mit CAM-Systemen erstellten NC-Programmen (1/2). Zum Import stehen entsprechende Schnittstellen zur Verfügung. Die Offenheit des BCT Systems ermöglicht einen Datenaustausch mit unterschiedlichen CAD/CAM-Systemen. Anwender können die gewohnten Systeme und Werkzeuge einsetzen.

real: Der Ist-Zustand (3) wird entweder meist taktil oder optisch erfasst. Alternativ kann er in Form von anderweitig erfassten Messwerten importiert werden.

Die Unterschiede zwischen der nominalen und der realen Situation bilden die Basis zur Adaption. Als Ergebnis erhält man ein an Position und/oder Bauteilgeometrie angepasstes NC-Programm (4). Zur automatischen Ausführung der Prozesse, ist die BCT-Software an NC-Maschinen oder Roboter angeschlossen.

Die Adaptive Bearbeitung optimiert so z.B. die Fertig-Bearbeitung geschmiedeter Rohteile. Die Reparatur hochwertiger, individuell geformter Bauteile (z.B. Turbinenschaufeln) wird durch den adaptiven Fertigungsansatz erst möglich. Achtung: Die Adaption ist nicht auf spezielle Fertigungsverfahren beschränkt. Neben Fräsen und Schleifen unterstützen wir auch generative Verfahren (3D-Druck) z.B. durch die Berechnung angepasster Bahnen zum Laser-Auftragschweißen.