ULTRASONIC-Fräsbearbeitung - Turbinenschaufeln aus Inconel, Titan, CMC

Durch die konsequente, am Markt ausgerichtete Weiterentwicklung der ULTRASONIC-Technologie deckt die ULTRASONIC 2nd Generation mittlerweile auch das Applikationsfeld der Ultraschall-überlagerten Fräsbearbeitung von schwer-zu-zerspanenden, metallischen Materialien sowie Faserverbundwerkstoffen mit ab.

Dabei lassen sich nahezu alle von der originären ULTRASONIC-Schleifbearbeitung bekannten Technologiebenefits, wie z.B. längere Werkzeugstandzeiten, optimierte Oberflächenqualitäten, höhere Bauteilpräzision, auch für die hocheffektive Bohr- und Fräsbearbeitung z.B. von Motorenkomponenten aus gehärtetem Stahl oder insbesondere auch Turbinenschaufeln aus Inconel, Titan, Composites nutzen. Die neue Werkzeugaufnahme der ULTRASONIC 2nd Generation ist bedeutend eigensteifer und ermöglicht zudem die Generierung höherer Amplituden, wodurch nunmehr auch Werkzeuge mit geometrisch-bestimmter Schneide einsetzbar sind!

Der Trend nach immer leistungsfähigeren aber gleichzeitig auch Treibstoff-sparenden Flugzeugturbinen ist ungebrochen. Dadurch ist es mittlerweile unumgänglich geworden, dass auch im Bereich der Triebwerksfertigung immer mehr Aerospace-Komponenten aus Faserverbundstoffen zum Einsatz kommen. Der wesentliche Unterschied bei diesen Triebwerksbauteilen liegt in der Materialität der Matrix. Hier kommt anstelle von Kunststoff Keramik zum Einsatz, welche aufgrund ihrer hervorragenden Hitzebeständigkeit den Einsatz in der „Hot Section“ möglich macht. Aber auch im Bereich der Fan Blades sowie im Sektor der Combustorfertigung konnten durch den Einsatz sogenannter CMC-Materialien (Composite Matrix Compound) bedeutende Gewichtseinsparungen erzielt werden. Letztendlich werden die Treibwerke leichter und der Energieaufwand zur aktiven Kühlung besagter Komponenten geringer. Das Ergebnis ist ein deutlich reduzierter Kraftstoffverbrauch.

Double tool life during the ULTRASONIC machining of a diffusor flange made of Inconel

SAUER ULTRASONIC ist durch den gezielten Einsatz der ULTRASONIC-Technologie in der Lage, neben den herkömmlichen Materialien wie Inconel oder Titan eben gerade auch CFK leistungsfähig zu bearbeiten. Nur im Falle des CMC-Materials erfolgt die Bearbeitung überwiegend schleiftechnisch, da es sich im klassischen Sinne um einen „hart-spröden“ Werkstoff handelt. Durch die kinetische Überlagerung der Werkzeugrotation mit einer zusätzlichen Oszillation in achsialer Richtung, können die wirkenden Prozesskräfte bis zu 40% ggü. der konventionellen Bearbeitung reduziert werden. Dies resultiert in einer deutlichen Produktivitätssteigerung, einer minimierten Mikrorissbildung sowie besseren Oberflächen.