Starrag: Dengeln maakt polijsten overbodig

Starrag integreert oppervlaktebewerking in een freesmachine en maakt daarmee polijsten in veel gevallen overbodig. Op een LX 051 haalt men ruwheden van 0,2 µm (Ra). Op de Airfoil Technology Days 2014 is de technologie, die nog in ontwikkeling is, voor het eerst getoond.

Binnen 7 minuten Ra-waarde van 0,2 µm

Meer dan 150 klanten uit de hele wereld hebben afgelopen week de Airfoil Technology Days van Starrag bezocht. Op 12 stations verspreid door de fabriek annex demoruimte in het Zwitserse Rorschacherberg toonde de machinebouwgroep meerdere innovaties, gericht op het bewerken van turbinecomponenten voor zowel de luchtvaart- als energiesector. Behalve dat twee nieuwe machines werden gepresenteerd, de NB 251 en de kleine LX 021, lieten de Zwitsers met name zien in te zetten op efficiënter verspanen door het totale proces op een integrale wijze te benaderen. Op meerdere stations kwam het thema adaptief frezen aan bod, onder andere in combinatie met de Sprint-scannertaster van Renishaw.

Hamertje tik
Efficiency verhoog je ook door nabewerkingen overbodig te maken. Dat beoogt Starrag met ‘Dengeln’, een nieuw proces dat voor het eerst is geïntegreerd in een LX 051. Dengeln is een bewerking die van het platteland komt. Door met een hamer op de snijkant van een zeis te slaan, maak je deze scherper en gladder. Hiermee wordt de drukspanning in het materiaal positief beïnvloed. Starrag integreert dit principe in een speciaal gereedschap dat in de CNC-machine als gewoon gereedschap wordt benut. Michael Koller, productmanager: “Het gereedschap slaat pulserend met een ronde punt heel precies op het oppervlak dat we eerst hebben bewerkt. Dat gebeurt in de machine, in dezelfde opspanning. Hiermee kunnen we we materiaaleigenschappen verbeteren.” Polijsten van bijvoorbeeld een compressorschoep is eigenlijk al onmogelijk vanwege de contournauwkeurigheid die nodig is en door het polijsten teniet wordt gedaan.

Nieuwe techniek maakt polijsten en trowaliseren overbodig

Ra-waarden van 0,2 µm in enkele minuten
De pulserende hamerbeweging (elektrisch aangedreven) gebeurt met een frequentie die je via de CNC-besturing kunt instellen. Maximaal bedraagt de frequentie 600 Hz. Door de hamerbeweging wordt het oppervlak tot een indringdiepte van 0,1 tot maximaal 5 mm gecomprimeerd en wordt daardoor gladder. Michael Koller vergelijkt het effect met dat van shot peening, kogelstralen. Deze techniek wordt nu veelvuldig gebruikt in de productie van schoepen voor turbines om het oppervlak te veranderen. Ook wordt er veelvuldig gepolijst. Die aanvullende bewerkingen doet Starrag nu in de machine, direct aansluitend op het frezen. Hiermee vervangt men het polijsten, kogelstralen en trowaliseren. De meetresultaten laten zien dat binnen enkele minuten Ra-waarden van 0,2 µm en zelfs 0,1 µm te realiseren zijn.  De bereikte Rz waarde bedraagt ongeveer 0,82. Michael Koller: “We hebben ons einddoel nog niet bereikt. Momenteel hebben we ongeveer 7 minuten nodig om een hele schoep te bewerken. Binnen een half jaar denk ik dat we op 4 tot 5 minuten uitkomen en uiteindelijk schat ik een bewerkingstijd van 3 minuten realistisch in.”

Toepassingen
Toepassingen zijn er legio, denkt de productmanager. Je kunt oppervlaktestructuren aanbrengen, bijvoorbeeld op matrijzen om in het spuitgietproduct een bepaald effect te creëren. Lotuseffect is bijvoorbeeld al gerealiseerd. Ook wrijvingseigenschappen kunnen beïnvloed worden. Een belangrijk voordeel van deze manier van oppervlaktebewerken is de reproduceerbaarheid. Heel precies kun je delen van het product bewerken.

Beschikbaar op LX- en NB-reeks
Samen met de gereedschapbouwer heeft Starrag het speciale Dengeln-gereedschap zodanig aangepast, dat de spindellagers niet worden belast. Een magneet vangt alle energie op en gebruikt die weer voor de volgende puls. Op dit moment introduceert Starrag het Dengeln als aanvullende technologie op de LX-reeks. Ook bestaande machines kunnen worden aangepast. Later komt het ook op de NX-reeks beschikbaar. Van deze reeks toonde de machinebouwer overigens de nieuwe NB 251. Dit is een machine die met name bedoeld is voor de productie van blisks tot 1100 mm doorsnede. De machine is zeer dynamisch doordat – in tegenstelling tot trunniontypen – de twee rotatie-assen in de kop zijn geïntegreerd. Hierdoor kan men het compenseren bij het bewerken van de randen van de schoepen zo goed als achterwege laten.

Meer informatie
Starrag