INDUSTRY Die
INDUSTRY Die Einzelanfertigung eines Impellers für einen Verdichter, wie sie z.B. die erdölverarbeitende Industrie einsetzt, eignete sich perfekt für einen Leistungstest des neuartigen Kühlschmierstoffs MAGNUM PMC ® 300. 3500 KG SPÄNE UND EIN RIESEN-TURBINENRAD Die in Frauenfeld TG ansässige SWSTech AG entwickelt nicht nur Fertigungsprozesse, sondern produziert auch anspruchsvolle Einzel stücke. Kürzlich stellte SWSTech einen hochkomplexen Impeller her und nutzte die Gelegenheit, in Kooperation mit MOTOREX den wegweisenden Kühlschmierstoff MAGNUM PMC® 300 zu testen. Mit dem Wechsel auf MOTOREX MAGNUM PMC ® 300 konnten die Werkzeugstandzeiten nachhaltig verlängert und die Anzahl Werkzeugwechsel halbiert werden. Der mächtige Impeller entstand vollständig und exakt nach den Anforderungen des Turbinenherstellers. Dazu wurden verschiedene, teilweise selber entwickelte CAD- und Simulations-Programme eingesetzt. Die Fertigung eines derart grossen Turbinenrads (Rohling 5585 kg, 1,511 m) aus schwerzerspanbarem Chrom-Nickel-Molybdän- Stahl (14313/X3CrNiMo134) stellte höchste Anforderungen an die Fräsmaschine, die Werkzeuge und nicht zuletzt auch an den Kühlschmierstoff. IMPELLER-/BLISK-SPEZIALISTEN SWSTech verfügt über ein Team von Experten im Bereich der Impeller- und Blisk-Fertigung. Die Bezeichnung «Blisk» ist eine englischsprachige Kurzform für «Blade Integrated Disk». SWSTech produziert seit jeher selbst Impeller in jeder Grösse und verfügt dadurch über ein ausgesprochen breites Wissen in diesem Bereich. KOMPLEXER FERTIGUNGSPROZESS Bei der Festlegung der Frässtrategie eines grossen Impellers sind unzählige Einflussgrössen zu berücksich - tigen. Die Zugänglichkeit der Schaufelkanäle, die Länge bzw. das Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis der Werkzeuge, der Werkstoff, die Maschinenkinematik, die Maschinenstabilität und nicht zuletzt die Art der Kühlung. Voraussetzung ist ausserdem, dass eine leistungsfähige CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) zur Verfügung steht. Der Fertigungsprozess umfasst klar strukturierte Bearbeitungsschritte wie Tauchfräsen, Vorschlichten, Schlichten und Schruppen. DIMENSIONEN DER SUPERLATIVE Nicht nur das Werkstück wusste durch seine Dimensionen zu beeindrucken – auch die eingesetzte 5-Achsen- 18
Min 60 50 40 30 20 10 A. STANDZEITEN TAUCHFRÄSER D52, L3 Standard KSS MOTOREX MAGNUM PMC ® 300 Tauchfräsen als Schruppstrategie (grosser Materialabtrag) 1 www.swstech.ch 0 22.08 23.08 24.08 26.08 27.08 28.08 29.08 30.08 B. STANDZEITEN RUNDPLATTE D50, IASA Min 70 60 50 40 30 20 10 0 Standard KSS MOTOREX MAGNUM PMC ® 300 24.08 26.08 Das Impellerrad wurde auf einer 5-Achsen-Fräsmaschine des Typs Jobs LinX 30 gefertigt. Zugunsten der Prozesssicherheit wurden die vorgängig computer simulierten Abtragungsraten gefahren. 2 5-achsiges, simultanes Anstellen des Werkzeugs 3 Fräsmaschine des Typs Jobs LinX 30. Es handelt sich dabei um eine Langbettmaschine in Portalbauweise, die sich durch hohe Dynamik und grosse Verfahrbereiche der Linear- und Rundachsen auszeichnet. Die Bearbeitung des Riesenrads erforderte auch spezielle Werkzeuge, die sehr lang und schlank sein mussten. Deren Stabilität war aber für die Masshaltigkeit von zentraler Bedeutung. So ergaben sich Werkzeuggesamtlängen von bis zu 340 mm! SPÜLLEISTUNG ERHÖHT Bei den verschiedenen Fräsoperationen fiel überdurchschnittlich schnell eine grosse Menge relativ langer und zäher Späne an. Damit diese effizient aus dem Umfeld z.B. des Hartmetall-Tauchfräsers mit vier Wendeplatten abgeführt werden konnten, musste eine zusätzliche, grossdimensionierte Kühlschmierstoff-Zuführung installiert werden. Dadurch konnten die Späne aus den allseits gekrümmten Impeller-Schaufeln mit hohem Druck erst richtig abgeführt werden. Als positive Überraschung fiel allen Beteiligten auf, dass selbst unter diesen extremen Bedingungen in bezug auf Druck und Fördervolumen MAGNUM PMC® 300 nicht aufschäumte. EINDRÜCKLICHER LEISTUNGSBEWEIS Ein Vergleich zwischen herkömmlichen Kühlschmierstoffen und MOTOREX MAGNUM PMC® 300 zeigt, wie heute effizienter und am Schluss auch kostengünstiger produziert werden kann. Je nach Prozess können die Bearbeitungsparameter optimiert und, wie das Impellerprojekt besonders signifikant zeigt, die Werkzeugstandzeiten teilweise verdoppelt werden (Grafik A). Durch weniger Werkzeugwechsel (z.B. Wendeplatten) musste der Bearbeitungsprozess bedeutend weniger unterbrochen werden. Dies wirkt sich stark auf die Maschinenzeit und unter dem Strich auch in finanzieller Hinsicht positiv aus. TECHNOLOGIEPAKET MAGNUM PMC ® 300 Mit der Weltneuheit MAGNUM PMC® 300 hat MOTOREX im Frühjahr 2011 in der Erfolgsgeschichte ein neues Kapitel eröffnet. Der universelle, wassermischbare Höchstleistungs-Kühlschmierstoff vereint durch die integrierte PMC®-Technologie (Precious Metal Catalyst/Edelmetall- Katalysator) höchste Leistung mit langen Kühlschmierstoff-Standzeiten – und das ohne die Verwendung von problematischen chemischen Inhalts- oder Zusatzstoffen. Damit der Kühlschmierstoff in einer Werkzeugmaschine trotzdem im Gleichgewicht bleibt und keine Beeinträchtigungen durch Bakterien entstehen, setzt MAGNUM PMC® 300 einen Edelmetall-Katalysator mit bioaktiver Wirkung ein. Dabei schwimmen unsichtbare kleine Edelmetallpartikel im Kühlschmiermittel mit. Treffen sie unterwegs auf Bakterien, werden diese kurzerhand katalytisch vernichtet. Dank diesen allgegenwärtigen feinstverteilten PMC®-Katalysatoren kann eine unerwünschte Bakterien- Population gar nicht erst entstehen. Das Personal an der Maschine darf auf- und durchatmen, und die Standzeit der Füllung verlängert sich wesentlich. Gerne geben die beteiligten Firmen Auskunft über sämtliche Aspekte im beschriebenen Projekt. • Vorschlichten durch schrittweises Abzeilen (Abtragen) Tauchfräsen mit verlängertem Fräserschaft 5 Gleichzeitiges Vorschlichten der nächsten Schrupptiefe 4 6 Schlichtbearbeitung in vier Teilbereichen. Lesen Sie hier den ausführlichen Fachartikel! www.motorex.com/ fachartikel MOTOREX MAGAZINE I APRIL 2012 19
