Modellgestützte Prozessauslegung zum linearen Schaftfräsen von tiefen Kavitäten in TiAl6V4-Verdichterscheiben

Von:

Christian Hasenfratz

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Die weltweit steigende Nachfrage nach interkontinentaler Mobilität führt zu einem stetigen Wachstum der Absatzzahlen von Verkehrsflugzeugen. Um die Betriebskosten zu senken, benötigen Fluggesellschaften effiziente Triebwerke, die zugleich die gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich des Emissionsverhaltens erfüllen. Eine Variante hierbei ist die Verwendung von Blisk-Verdichterscheiben. Die Bearbeitung von Blisk- Verdichterscheiben ist eine Schlüsseltechnologie und erfolgt vornehmlich durch spanabhebende Verfahren, wie zum Beispiel dem Fräsen, aus geschmiedeten Rundmaterial. Der Fertigungsprozess ist gekennzeichnet durch hohe Längen-Durchmesser-Verhältnisse der Werkzeuge, die zu einer Prozesslimitierung und geringen Prozesssicherheit beitragen. Die technisch-wirtschaftliche Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist die Steigerung des Zeitspanvolumens bei der fräsenden Bearbeitung von Blisk-Verdichterscheiben unter Berücksichtigung der Nachfolgeprozesse. Die wirtschaftliche Zielstellung stellt hierbei den Zielkonflikt zwischen zulässigen Werkzeugverschleiß und kürzerer Bearbeitungszeit in den Fokus. Die technische Zielstellung hingegen basiert auf einer Analyse der Einfluss- Ursache-Wirkzusammenhänge. Hierbei steht das Prozessverständnis zum Einfluss der Werkzeugtechnologie und den auftretenden Störgrößen auf den Fertigungsprozess und deren Wechselwirkung im Fokus. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für die Prozesssicherheit, die Werkzeuggeometrie und die Bearbeitungsstrategie abgeleitet.