Präzisionsfertigung von Turbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrt gibt es keine Toleranz für Fehler: Turbinenschaufeln rotieren mit enormen Fliehkräften, werden thermisch und mechanisch extrem belastet und müssen dabei über Tausende Betriebsstunden maßhaltig bleiben. Gleichzeitig sind es die komplexen aerodynamischen Freiformflächen, die die Fertigungstechnik vor besondere Aufgaben stellen. In Bezug auf Genauigkeit, Oberflächenqualität und Wirtschaftlichkeit stoßen herkömmliche Frässysteme schnell an ihre Grenzen.

Die Fertigung von Turbinenschaufeln bündelt mehrere anspruchsvolle Problemstellungen.

Komplexe 3D-Freiformflächen: Das Schaufelprofil folgt aerodynamisch optimierten Kurven mit fließenden Übergängen, engen Radien und schwer zugänglichen Bereichen. Konventionelle Frässtrategien erzeugen hier rasch Stufenmarken und erfordern aufwendige Nacharbeit.

Höchste Anforderungen an Oberflächengüte: Bereits kleinste Unregelmäßigkeiten an der Schaufeloberfläche beeinflussen das Strömungsverhalten im Triebwerk. Oberflächen müssen deshalb in einem einzigen, kontrollierten Schlichtprozess auf das geforderte Niveau gebracht werden.

Sicherheit und Dokumentation: In der Luft- und Raumfahrt ist lückenlose Fertigungsdokumentation Pflicht. Instabile Prozesse, die zu Ausschuss führen, sind bei diesen sicherheitskritischen Bauteilen keine Option.

Wirtschaftlichkeit im Blick: Lange Bearbeitungszeiten bei komplexen Freiformflächen treiben die Fertigungskosten in die Höhe. Die richtige Werkzeugstrategie muss Qualität und Geschwindigkeit gleichermaßen sichern.

Schruppen mit Vworx – hohes Zeitspanvolumen von Beginn an

Den ersten und volumenstärksten Schritt übernimmt der Schrupp-Spezialist Vworx. Als Fräser für die NE-Bearbeitung bringt er die nötige Schnittleistung mit, um das Grundvolumen effizient abzutragen. Das Ergebnis ist ein gleichmäßiges, definiertes Aufmaß. Es bildet die entscheidende Grundlage für einen prozesssicheren Folgeschritt. 

Restmaterialschruppen mit einem VHM-Vollradiusfräser – sauber bis in den letzten Winkel

Bereiche, die der Vworx geometriebedingt nicht vollständig erreicht, übernimmt der VHM-Vollradiusfräser. Er arbeitet zuverlässig auch in schwer zugänglichen Konturbereichen und hinterlässt ein gleichmäßiges Restmaterial, was ein entscheidender Faktor für die anschließende Oberflächenqualität und die Standzeit des Schlichtwerkzeugs ist. 

Schlichten mit dem Bogensegmentfräser – Triebwerksqualität in einem Arbeitsgang

Das finale Schlichten der aerodynamisch geformten Schaufeloberflächen übernimmt ein Bogensegmentfräser. Seine charakteristische Schneidengeometrie erlaubt bei gleicher oder besserer Oberflächenqualität deutlich größere Zustellbreiten als klassische Kugelfräser. Das Ergebnis sind Oberflächen, die die strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt ohne zusätzliche Nacharbeit erfüllen.

Die abgestimmte Werkzeugkette aus Vworx, VHM-Vollradiusfräser und Bogensegmentfräser schafft, was in der Luft- und Raumfahrt unverzichtbar ist: einen reproduzierbaren, planbaren Prozess mit konstant hoher Qualität. Das gleichmäßige Restmaterial nach dem Schruppen stabilisiert die Schnittkräfte im Schlichtprozess, schützt das Werkzeug vor undefinierten Belastungen und sichert die geforderte Maßhaltigkeit der komplexen Schaufelgeometrie.

Besonders hervorzuheben ist die Leistung des Bogensegmentfräsers: Mit deutlich größeren effektiven Zustellbreiten als ein konventioneller Kugelfräser reduziert er, ohne Abstriche bei der Oberflächengüte, die Bearbeitungszeit beim Schlichten erheblich–. So erhalten Sie ein Ergebnis, das die strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt auf Anhieb erfüllt.