Walther Trowal: Oberflächenbearbeitung von großen Werkstücken

Fotos: Walther Trowal

Auf der Surface Technology, die vom 21. bis 23. Juni 2022 in Stuttgart stattfand, stellte Walther Trowal den Multivibrator MV 50 vor. Der MV50 dient der vollautomatischen Oberflächenbearbeitung von großen Werkstücken für Flugzeugtriebwerke, Turbinenlaufräder oder Gesenkformen. Mit einem Innendurchmesser von 1.650 mm sei er der größte, den das Unternehmen in seiner 90-jährigen Firmengeschichte je gebaut habe.

Bearbeitung von Blisks

Die erste Gleitschleif-Anlage der neuen Generation werde Blisks („Blade Integrated Disks“) für Flugzeugtriebwerke bearbeiten. Bei ihnen entscheide die Qualität der Oberfläche in hohem Maße über die Effizienz der Umströmung und somit über Wirkungsgrad, Treibstoffverbrauch und Geräuschentwicklung.

Der Auftraggeber, der die erste Anlage erhalten wird, habe sich für das Gleitschleifen entschieden, da es bei Blisks entscheidend darauf ankommt, glatte Oberflächen zu erhalten, ohne die Form der Kanten jedoch zu stark zu verrunden. Die zu bearbeitenden Blisks sind hier hauptsächlich aus Inconel 713 C und 718 gefertigt.

Mit einem maximalen Durchmesser der Werkstücke von 1.300 mm eignet sich die MV 50 ebenfalls für Planetengetriebe für Windturbinen, für Triebwerksteile, bei denen die Innenbearbeitung wichtig ist, oder für Werkzeuge für das Gesenkschmieden, für die bisher keine Gleitschleif-Maschinen zur Verfügung standen.

Walther Trowal: Oberflächenbearbeitung von großen Werkstücken
Die Oberfläche der Blisks wird im Arbeitsbehälter (rot) behandelt, die Polierkörper gelangen über ein Förderband (gelb) in den Bunker über dem Arbeitsbehälter zurück.

Zeitersparnis

Die neue Anlage ist auf automatischen Betrieb ausgelegt: Nachdem das Werkstück im Arbeitsbehälter fixiert ist, sei keinerlei manuelle Tätigkeit mehr erforderlich. Das erhöhe die Reproduzierbarkeit des Prozesses erheblich. Außerdem spare die Anlage Zeit, denn der Gleitschleifprozess werde nur zwei bis drei Stunden dauern.

Christoph Cruse, Vertriebsdirektor bei Walther Trowal, hat die speziellen Bedingungen der Luftfahrtindustrie im Blick: „Gerade bei der Herstellung von Teilen für Flugzeugtriebwerke sind alle manuellen Tätigkeiten immer kritisch zu sehen, denn die Qualität der Bearbeitung ist nicht reproduzierbar. Mit der neuen, automatischen Maschine stellen wir sicher, dass alle Oberflächenelemente gleichmäßig bearbeitet werden. Darüber hinaus verkürzen wir die Bearbeitungsdauer jedes Blisks von mehreren Tagen auf wenige Stunden.“

Für das Gleitschleifen von Blisks verwendet Walther Trowal die Schleifkörper AF. Sie erzeugen laut Unternehmensangaben extrem niedrige Oberflächen-Rauheitsbeiwerte bei den für Blisks typischen Werkstoffen wie korrosionsbeständigen Nickellegierungen oder auch Titanlegierungen und Geometrien. Die erste Anlage soll im September an einen Kunden aus der Luftfahrtindustrie ausgeliefert werden.

Das Verfahren

Das Werkstück wird auf einer Spannvorrichtung fixiert und anschließend vom Beladekran in den Behälter gehoben. Danach wird es mit der Adapterplatte im Arbeitsbehälter für den Bearbeitungsprozess magnetisch befestigt. Anschließend wird dieser automatisch mit den Schleifkörpern gefüllt und durch einen Unwuchtmotor in Schwingung versetzt. Da das Werkstück die Bewegung des Arbeitsbehälters eins zu eins mitmacht, kommen die Schleifkörper in intensiven Kontakt mit der Oberfläche der Werkstücke, bearbeiten diese jedoch schonend. Das gilt auch für innenliegende Konturen. So entstehe eine uniforme, gleichmäßige Oberfläche aller Teile. Die Rauheitsbeiwerte Ra liegen nach der Bearbeitung bei etwa 0,2 bis 0,4 µm.

Oberflächenbearbeitung: Das Verfahren
Das Prinzip: Die Werkstücke werden magnetisch auf einer Adapterplatte eingespannt und machen die Bewegung des Arbeitsbehälters eins zu eins mit.

Wenn der Schleifprozess beendet ist, wird der Ablauftrichter pneumatisch geöffnet, die Schleifkörper gelangen über ein Förderband in einen Bunker und stehen dort für das nächste Werkstück zur Verfügung. Am Werkstück noch anhaftende Schleifkörper werden automatisch mit einer pneumatisch verfahrbaren Lanze abgespült.

Da es speziell bei Werkstücken für die Flugzeugindustrie auf höchste Reproduzierbarkeit ankommt, wird die Schleifkörpermasse im Bunker gewogen und bei Bedarf automatisch aufgefüllt. Der Grund ist, dass sich – bedingt durch den Schleifprozess – die Schleifkörper im Laufe der Zeit verschleißen und sich so die Füllhöhe im Arbeitsbehälter ändern würde. Mit der Nachdosierung ist sichergestellt, dass der Prozess jederzeit reproduzierbar abläuft und manuelle Tätigkeiten auf ein Minimum reduziert sind.

Catrin ist Redakteurin bei Edelstahl Aktuell. Stahl zieht sich wie ein roter Faden durch ihr Berufsleben. Sie hat eine Ausbildung bei einem Großhändler für Rohr- und Rohrzubehör absolviert und in verschiedenen Funktionen bei einem Hersteller und Lieferanten von Analysegeräten für die Metallindustrie gearbeitet.

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