Simulation optimiert Schleifmaschine

Siemens hat sich an der Entwicklung einer neuen Schleifmaschine beteiligt, die Titanlegierungen schneller und schonender bearbeitet als bisher. Das Edelmetall kann dadurch kostengünstiger in Flugzeugtriebwerken eingesetzt werden, was dazu beiträgt, bis zu 20 Prozent Treibstoff einzusparen. Damit können Passagiermaschinen nun ohne Zwischenlandung die mehr als 16.000 Kilometer lange Strecke von New York nach Singapur fliegen, die seit kurzem von Singapore Airlines angeboten wird.

Titan und seine Legierungen werden in den Turbinenschaufeln der Triebwerke eingesetzt. Die Schaufeln sind besonders geformt und haben teilweise innen liegende Kühlkanäle, um die Hitze besser abzuleiten. Ein Konsortium namhafter Unternehmen, darunter der Triebwerkshersteller Rolls Royce, der Schleifmaschinenhersteller Blohm sowie Siemens, haben für die Bearbeitung der Schaufeln im Projekt AGNETA (advanced grinding of new aircraft engine material) eine neue Schleifmaschine und neue Schleifverfahren entwickelt, die 50 Prozent der Zeit und 40 Prozent der Kosten sparen.

Mit Unterstützung der Mechatronikexperten von Siemens gelang es Blohm, die Konstruktion seiner Schleifmaschine zu verbessern. Durch eine so genannte mechatronische Analyse berechneten die Siemens-Ingenieure die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Maschine in einem virtuellen Modell – sozusagen ein Prototyp im Computer. Damit erreichte Blohm, dass bereits der Prototyp der realen Maschine die gewünschten Ziele hinsichtlich Schleifzeit und Zeitkosten bei der Titanbearbeitung erfüllte.

Die Turbinenschaufeln können mit erheblich höherer Bearbeitungsgeschwindigkeit als bisher möglich auf der Pendelschleifmaschine bearbeitet werden. Trotz der dabei auftretenden hohen Kräfte, die das Fünffache der Erdbeschleunigung ausmachen können, erreicht die Maschine eine bessere Oberflächenqualität. Dies ermöglicht ein innovatives Dämpfungssystem von Siemens. Die so genannte Impulsentkopplung federt die Kräfte ab, die auf das Maschinenbett wirken.