CNC-TURBINENFRÄSEN

    Sowohl Schaufeln als auch Rotoren sind sehr komplizierte Festkörper, die sich durch eine variable Geometrie der Form des Teils auszeichnen. Dies ist auf die Notwendigkeit zurückzuführen, den Druck am Einlass und Auslass der Turbine zu ändern. Dies erfolgt durch Ändern der Geschwindigkeit des Mediumstroms zwischen den Oberflächen beider Elemente. Die Modellierung von Rotoren unter Verwendung der verfügbaren CAD-Software, beispielsweise SOLIDWORKS, stellt keine große Schwierigkeit dar. Dagegen gehört die Implementierung des 3D-Modells und die Reflektion der Konstruktionsvision in Form eines fertigen Details, zu den sehr fortschrittlichen Prozessen bei der Herstellung von Maschinenteilen.
    Die Umgebungsbedingungen, unter denen die Rotoren arbeiten, d. H. Hoher Druck, hohe Drehzahlen und hohe Temperatur, machen die Verwendung von verschleißfesten Materialien wie Aluminium-, Titan-, Chrom- und Nickellegierungen erforderlich. Die aufgeführten Werkstoffe gehören zur Gruppe der schwer zu bearbeitenden Werkstoffe, was die technologischen Schwierigkeiten beim Fräsen von Turbinen zusätzlich erhöht. Jedes Element muss mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, um die strengen Qualitätsstandards einschließlich des Zustands der Außenschale und der Toleranz der geometrischen Abmessungen zu erfüllen.

    Turbinen in CNC-Technik

    Unzählige in der Palisade enthaltene Schaufeln sind für den Kontakt mit dem fließenden Medium verantwortlich. Dadurch wird an der Rotorwelle ein Drehmoment erzeugt, das die gesamte Turbine in Bewegung versetzt. Es gibt auch Turbinenkonstruktionen, bei denen der Rotor ein monolithisches Element ist, das feststehende Schaufeln enthält, die mit der Nabe verbunden sind, ohne die Möglichkeit, einzelne Teile zu demontieren. Der Rotor besteht aus einem Materialblock. Eine solche Lösung kommt beispielsweise in der Automobilindustrie in Turbokompressoren von aufgeladenen Verbrennungsmotoren vor.

    Derzeit werden zwei Technologien zur Herstellung fester (monolithischer) Rotoren unterschieden. Die erste besteht darin, den Rotor als Guss in einer zuvor vorbereiteten Form herzustellen. Bei der Serienfertigung von Turbinen handelt es sich um ein kostengünstiges Verfahren, die so hergestellten Laufräder weisen jedoch Nachteile auf. Das erste ist der große Unterschied in der Homogenität der Materialstruktur des gegossenen Rotors. Dies führt zu einer Verringerung der Festigkeit. Bei hohen Drehzahlen kann eine verringerte Festigkeit zum Bersten des Rotors führen. Der zweite Nachteil, der das Gießverfahren bei schwereren Strukturen beseitigt, ist das ungleichmäßige Auswuchten des Rotors. Dies erzeugt einen zusätzlichen Überprüfungsprozess und beinhaltet auch die Notwendigkeit, das Gleichgewicht zu verbessern und geometrische Änderungen an bereits hergestellten Elementen einzuführen.

    Bei Konstruktionen, die eine hohe Festigkeit und lange Zuverlässigkeit erfordern, werden Rotoren aus einem Materialblock zum Fräsen von Turbinen verwendet, wobei Rotoren mehrachsig numerisch gesteuerte Maschinen verwenden.

    Die Verwendung fortschrittlicher Bearbeitungszentren, deren Konstruktionskinematik es ermöglicht, das Werkzeug in jeder Position zum Werkstück zu positionieren, erfordert die Vorbereitung von Bearbeitungstechnologien in Unterstützungssystemen der CAM-Klasse. CAMWORKS ist ein System, das sehr fortschrittliche Funktionen bietet.

    Hohe technologische Anforderungen rechtfertigen den Einsatz fortschrittlicher Bearbeitungszentren bei der Herstellung von Turbinen. Das Wissen und die Praxis bei der Bearbeitung von Rotoren sind der Schlüssel für deren ordnungsgemäße Implementierung.

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