Innenbearbeitung komplexer Titan-Bauteile

Speziell in der Luft- und Raumfahrt, aber auch in anderen Industriebereichen, kommen immer häufiger schwer zerspanbare Materialien wie Titan, Inconel oder hochfeste Legierungen zum Einsatz. Das Zerspanungsverhalten dieser Werkstoffe ist in der Regel geprägt von starker Wärmeentwicklung, hohem Werkzeugverschleiß und Vibrationsanfälligkeit. Zudem sind Fahrwerks- oder Turbinenkomponenten häufig mit umfangreicher und schwer zugänglicher Innenbearbeitung der Werkstücke verbunden, die in der Regel keine Sichtprüfung des Prozesses während der Bearbeitung zulassen. Es bedarf also einer Lösung, die 100% digitale Transparenz und Kontrolle über den Bearbeitungsprozess liefert und mit einer Echtzeitreaktion der Maschine auf Veränderungen im Schnitt oder wesentlicher Bearbeitungsparameter reagiert, um die hohen Ansprüche an Qualität und Zuverlässigkeit zu erfüllen. Ausschuss, Ausfälle und Maschinenschäden sind ein No-Go und Vertrauen in den Prozess und die Technik ein essenzieller Bestandteil des Erfolges. Zudem sind eine störungs- und korrekturarme Bearbeitung der Schlüssel zu verringerten Durchlaufzeiten.

Kern des Konzeptes sind das NILES-SIMMONS TURN-MILL Bearbeitungszentrum N60 MC mit einer Bearbeitungslänge von bis zu 7,5 Metern, die sensorgesteuerten Sandvik Silent ToolsTM Plus Werkzeuge mit Elektronik der neusten Generation sowie die Software CoroPlus® Connnected. Über eine eigens durch die NSH entwickelt und programmierte SPS-Schnittstelle wurden die Werkzeuge und die zugehörige Überwachungs- und Reaktionssoftware vollständig in die Maschinensteuerung integriert. Damit wird ein Höchstmaß an Sicherheit und Transparenz im gesamten Bearbeitungsprozess erreicht. Die vollständige SPS-seitige Integration der Werkzeugsensorik ermöglicht eine Echtzeitüberwachung und -korrektur des Prozesses direkt im Schnitt. Im Vergleich zu herkömmlicher Prozessüberwachung, beispielsweise mittels Antriebsdatenmonitoring, werden nun die Informationen live im Werkzeug, also dem Ort des Geschehens, erfasst und in Echtzeit visualisiert. Dies erhöht die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit während des gesamten Prozesses auch ohne direkte Sichtprüfung durch den Bediener.
 

Statt einer bloßen Erfassung und optischen Darstellung der Daten können durch die Steuerungsintegration nun auch prozessspezifische Grenzwerte für Parameter wie Werkzeugbelastung, Vibration, Durchbiegung oder Temperatur definiert und eine automatische Reaktion der Steuerung bei Überschreitung dieser Grenzwerte erzeugt werden. Die Stopp- und Retract-Funktion, ein Notrückzug der Maschine, wird automatisch bei Überlastung oder Bruch aktiviert. Somit wird in Echtzeit auf zu hohe Belastungen im Schnitt reagiert und damit Beschädigungen oder Ausschuss vermieden. Das perfekte Zusammenspiel von Maschine, Werkzeug und Software sind in dieser Ausbaustufe weltweit einzigartig, erfolgreich implementiert und ermöglichen einen um bis zu 30 Prozent schnelleren Prozess und eine bis zu 20 Prozent höhere Zerspanungsrate als bisher am Markt verfügbare konventionelle Bohrverfahren bzw. vergleichbare Maschinenlösungen.