Fraunhofer IPT freest in 300 uur titanium blisk als First Part Right

300 uur CNC-frezen: in die tijd heeft een team onderzoekers van Fraunhofer IPT in één stap uit een 230 kilogram zwaar blok titanium een blisk gefreesd. Daarbij hebben ze voor de First Part Right strategie gekozen: de complexe blisk met turbineschoepen van 250 mm hoog, is zonder teststuk maar met de nodige sensor- en simulatietechnologie in één keer correct gefreesd. In bijna twee weken tijd dus.

De crux van de aanpak van het team is zelfontwikkelde software, die werkt op basis van de eigen frequentie van zowel werkstuk en gereedschap. Deze software berekent automatisch het juiste spindeltoerental, rekeninghoudend met de steeds veranderende dynamische eigenschappen van de blisk naarmate er meer van de 230 kilogram uitgangsmateriaal is verspaand. Uiteindelijk blijft slechts 32 kilogram materiaal over. De schoepen van 250 mm lengte willen daarbij nog wel eens gaan trillen. Om trillingen vroeg te detecteren, maakten de onderzoekers van Fraunhofer IPT onder andere gebruik van een laservibrometer.

Nieuwe software onderdeel First Part Right strategie

Zonder één enkel teststuk te maken zijn de onderzoekers van Fraunhofer IPT erin geslaagd om uit 230 gram titanium een blisk te frezen, die aan alle maateisen voldoet.

Software berekent voor elk punt ideale snijcondities

De software van Fraunhofer IPT houdt met al die aspecten rekening. Er wordt voor elk punt berekend wat de ideale snijcondities zijn om trillingen in het werkstuk te vermijden. Ook in de kwaliteitsbewaking heeft digitalisering een wezenlijke rol gespeeld. Met het experiment hebben de wetenschappers aangetoond dat je complexe producten als een blisk van 650 mm diameter direct de eerste keer goed kunt frezen, mits je gebruik maakt van de nieuwste digitale oplossingen. Het gaat hier overigens om een schaalmodel dat nu gebruikt gaat worden door het Duitse centrum voor lucht- en ruimtevaart, de Technische Universiteit van Braunschweig en Rolls-Royce Deutschland.

De software en de bijbehorende strategie zijn ontwikkeld in het kader van onderzoek naar nieuwe productietechnieken voor turbinecomponenten.