murr Schunk

Frézování, soustružení a broušení bez opětovného upnutí

MTU Maintenance Hannover pokročila díky stroji DMC 210 FD duoBLOCK mílovým skokem vpřed při opravách komponent letadlových motorů.

 

Letectví a kosmonautika vzkvétají: Podle Mezinárodní asociace pro leteckou dopravu počet ročně uskutečněných letů vzrostl od roku 2012 z 35 milionů na 40 milionů – a číslo stále stoupá. Celosvětová flotila v současné době čítá na téměř 25 000 letadel.

Spolehlivé postupy při opravách drahých komponent
Boeing předpovídá, že se toto číslo během příštích 20 let ještě zdvojnásobí. To bude mít okamžitý dopad na podnikání v MRO (Maintenance, Repair, Operations) tj. opravy, údržbu a generální revize leteckých motorů. Toto obchodování mělo v roce 2015 hodnotu přibližně 25 milionů dolarů. Odvětví letectví a kosmonautiky očekává, že výdaje do roku 2025 dosáhnou výše 46 milionů dolarů. MTU Maintenance Hannover se jako jeden z předních poskytovatelů MRO služeb se neustále vypořádává s růstem objednávek, což je mj. způsobeno tím, že důsledně zmodernizovali své obráběcí procesy. V tomto ohledu např. zvýšilo obráběcí centrum  DMC 210 FD duoBLOCK od firmy DMG MORI produktivitu v průměru zhruba o 60 %.
Pravidelná údržba, opravy a generální revize jsou dnes nutností, pokud mají letadlové motory poskytovat spolehlivé služby po dobu až 30 let. „Především kvůli klimatickému opotřebení vysoce namáhaných komponent, ale také kvůli přísným bezpečnostním nařízením ohledně intervalů údržby," vysvětluje Andreas Kappe, vedoucí oddělení průmyslových služeb v MTU Maintenance Hannover. Pro aerolinky a leasingové společnosti jsou samozřejmě rozhodující i ekonomické faktory: „Díky všem údržbám, které jsou prováděny včas, může být zajištěna hodnota motoru a takto následně i hodnota celého samotného letadla."

Monitorování motoru pomocí Big Data
V moderním MRO podnikání jsou data zaznamenaná na motoru důležitým nástrojem kvůli následnému vyhodnocení nebo jsou v případě potřeby odeslána v reálném čase prostřednictvím palubního počítače do pozemní stanice. Senzory měří teplotu výfukových plynů a motoru, spotřebu paliva a oleje, vibrace a tlak v kompresoru, spalovací komoře a turbínách. Celkem jde o 5000 parametrů. Letecký motor během jednoho letu průměrně vyprodukuje jeden terabajt zpráv, což je podle Andrease Kappeho důležitý zdroj informací: To znamená, že údržba může být uzpůsobena skutečným požadavkům. Například v pouštních oblastech je kvůli písku a prachu vyšší míra opotřebení.
Všechny práce na motorech, které jsou běžně dodávány přes Amsterdam nebo Frankfurt na speciálních nákladních autech, začínají vstupním testem, jež určí současné výkonnostní hodnoty. Další postupy jsou: demontáž, čištění a kontrola součástí, následné opravy a opětovné sestavení s finální zkouškou. MTU Maintenance Hannover obvykle celý proces zabere dva až čtyři měsíce. „Neustále vše optimalizujeme, abychom zůstali konkurenceschopní," říká Andreas Kappe. Modernizace obrábění byla v tomto ohledu zásadní.  

Vyšší produktivita díky eliminaci prostojů
V roce 2011 společnost MTU Maintenance Hannover důkladně vyhodnotila své obráběcí procesy a dospěla k závěru, že flexibilita a kapacita strojového parku již nebyla schopna zajistit úspěšnou budoucnost. „Objevili jsme také řadu kvalitních příležitostí pro standardizaci," připomíná Marcus Spatz z oddělení plánování výroby. Spolu s jeho kolegyní Stefanií Kreftsiek a CNC programátory Michaelem Seifertem a Rafaelem Wilgoscheskym byl projektový tým pověřen nalezením obráběcího řešení, které splňuje všechny požadavky na produktivitu a kvalitu. „Jelikož neexistuje standardní stroj pro naše požadavky, našli jsme partnera v DMG MORI, který byl schopen společně s námi vyvinout komplexní projekt.
Výsledkem této spolupráce je speciální zákaznická verze stroje DMC 210 FD duoBLOCK, která zajišťuje maximální flexibilitu při různých úlohách obrábění. Šest palet celkem je také velkou výhodou. „Doplňování nástrojů během obrábění nyní eliminuje většinu prostojů, které nás omezovaly," říká Stefanie Kreftsiek, srovnávajíc práci, která se nyní dělá na frézovacím-soustružnickém centru, se starými postupy. Totéž platí pro komplexní obrábění: „Pro některé opravy bylo potřeba využít až pět strojů, stejně jako byly nezbytné časově náročné operace opětovného upnutí." Kompletní obrábění na jedno upnutí tak představuje významný posun ve kvalitě. Navíc zásobník nástrojů s 300 pozicemi zajišťuje vysokou flexibilitu.   
Produktivita DMC 210 FD duoBLOCK je tak vysoká, že společnost MTU Maintenance Hannover používá tento stroj i na výrobu poměrně menších součástek s průměrem méně než 1000 mm. Významným kritériem pro specialisty na MRO byl maximální pojezd 2100 mm v ose X a Y spolu s výškou obrobku 1,250 mm, jak zdůrazňuje také Andreas Kappe: „Servisujeme pouze středně velké až velké letecké motory, kterými vlastně vyplníme pracovní prostor stroje.” Proto byl pro seřízení nadměrných obrobků až do velikosti 2600 mm integrován speciální cyklus výměny palet. Lasery a skenery, které monitorují oblast výměny palet, zde slouží k bezpečnosti procesu.

Spolehlivost postupů má nejvyšší prioritu
Ve firmě MTU Maintenance Hannover si je každý vědom vysoké kvality a extrémně drahých obrobků z titanu, oceli a slitiny na bázi niklu. Každá z těchto kompletací může dosahovat ceny až do výše dvou milionů eur. „Chyby jsou absolutně vyloučené," upozorňuje Andreas Kappe. Je vyžadována naprosto nezbytná bezporuchovost postupů. Proto se musí zajistit co možná největší standardizace v obrábění. Markus Spatz zdůrazňuje průběžné měření: „Jediné zbývající riziko může nastat, kdyby operátor spustil špatný program, to však stroj také včas prověřuje proměřením obrobku." Integrované monitorování procesů kontroluje také výkon vřetene, sílu napájení stejně jako tlak a průtok chladicí kapaliny.   
DMG MORI Virtual Machine je další bezpečnostní prvek, který byl již delší dobu společností MTU Maintenance Hannover využíván. Virtuální stroj integruje geometrii, kinematiku a dynamiku stroje spolu se všemi NC ovládacími funkcemi a PLC funkcemi. Programy, které jsou v této 1:1 simualci úspěšně testovány, běží na reálném stroji s absolutní spolehlivostí procesů. Také technologický cyklus Machine Protection Control chrání drahé součásti a stroj před kolizemi. Michael Seifert nám vypráví o další výhodě: „Práce s tímto virtuálním strojem také snižuje dobu seřízení a výměnu nástrojů v obráběcím centru a usnadňuje plánování objednávek, protože známe přesné časy cyklů."

Umělá inteligence v programování CAM
Na rozdíl od samotné výroby součástek motoru dosahujeme při opravách velmi nízkého času odstraňování materiálu. Místo výroby nového dílu je tedy cílem vrátit starou součást zpět do původního stavu. K dosažení se na poškozenou nebo opotřebenou plochu aplikuje kovový plazmový povlak, který se pak frézuje nebo soustruží na DMC 210 FD duoBLOCK zpět na původní rozměry. Přesnost, zejména u součástek, které se soustruží, leží na škále v rozsahu jednoho až dvou setin. Takové přesnosti dosahujeme také díky chladicímu systému s plynule nastavitelným tlakem až do max. 80 barů a řízení teploty chladicí kapaliny. Vzhledem k těmto podmínkám jsou nutné rozsáhlé měřicí postupy. Například stroj před obráběním kontroluje, zda byly obrobky správně ustaveny na motorizované vysoce přesné zakládací stanici před obráběním. Měření pro obtížně přístupné prvky se provádí v průběhu procesu s balíčkem L-Measuring Probe od DMG MORI.
Inteligentní NC programy pracují s daty v reálném čase. Michael Seifert dodává: „Stroj měří např. průměr součástky a otočí se pouze tam, kde se vyskytuje kovový materiál." Toto inteligentní obrábění je výsledkem dlouhodobých výzkumů, které MTU Maintenance Hannover provádělo v programovacím oddělení. „Po školení od DMG MORI jsme byli skutečně dobře připraveni, ale školicí proces v praxi stále pokračuje," říká Rafael Wilgoschesky, který prošel celým vývojem. Také technologické cykly DMG MORI zjednodušují programování. Oblasti využití stroje DMC 210 FD duoBLOCK lze dále rozšířit např. tak, aby zahrnovaly i technologický cyklus broušení. „Broušení je také ústředním tématem pro DMG MORI a stroj DMC 125 FD duoBLOCK, kam se ho právě letos chystají nainstalovat," dodává Andreas Kappe.

Do budoucnosti s moderními technologiemi a kompetentními specialisty
Dlouhodobé investice do strojového parku jsou pro Andrease Kappeho stejně důležité jako investice do personálu: „Abychom co nejlépe využili naše moderní CNC stroje, potřebujeme zkušené a motivované specialisty." Takže školení mladých specialistů, další vzdělávání stávajících zaměstnanců a nábor zkušených odborníků na CNC jsou samozřejmě opakujícími se tématy.
MTU Maintenance Hannover má díky boomu v jejich odvětví pozitivní pohled na budoucnost, ale také si je vědoma nových výzev. „Výrobce může kdykoliv zavést nové požadavky a těm se musí zákazník přizpůsobit." Andreas Kappe má právě s tímto případem zkušenosti. Například nedávno společnost DMG MORI nainstalovala nový filtr do DMC 210 FD duoBLOCK: Pro broušení a proplachování upínacích zařízení je nyní jemnost filmu vymezena na 3 μm.

MTU Maintenance Hannover GmbH
Společnost MTU Maintenance Hannover se od svého založení v roce 1979 stala s centrálou v Langenhagenu předním dodavatelem služeb MRO pro motory civilních letadel. Průmysloví giganti, jako jsou GE, Pratt & Whitney a International Aero Engines, patří mezi dlouholeté zákazníky této společnosti. Přímo v Hannoveru pracuje asi 2100 zaměstnanců a 30 kvalifikovaných pracovníků v oblasti obrábění zajišťuje bezproblémový chod procesů.

DMC MORI Aerospace Excellence Center
Díky více než 20letým zkušenostem v leteckém průmyslu podporuje DMG MORI výrobce OEM a dodavatele s produktivními výrobními procesy, čímž se významně podílí na růstu leteckého průmyslu. Výrobce obráběcích strojů také začlenil veškerou svou kompetenci, která je dnes soustředěna v DMG MORI Aerospace Excellence Center, v projektu MTU Maintenance Hannover. Výsledkem jsou vynikající high-tech stroje a vysoce výkonné výrobní zařízení. Experti z DMG MORI jsou zainteresováni v budoucích projektech zákazníků, takže optimální výrobní procesy a kompletní řešení na klíč jsou vyvíjeny v úzké spolupráci se zákazníky.     

Technologické cykly DMG MORI
Pomocí technologických cyklů DMG MORI MTU Maintenance Hannover výrazně zjednodušuje a zrychluje tvorbu složitých programů.
• Broušení s odpovídajícím seřízením stroje a obráběcími cykly.
• Použití úhlové frézovací hlavy a měření nástrojů.
• Nekroutivý soustružnický cyklus pro měření existujících kontur, které mohou být následně dodatečně během soustružení sledovány.
• Proměnlivé otáčky pro zamezení vibrací.
• Inkrementální posuvy v osách X a Z.
• Otáčení osy B u krytovacích komponent.

 
Publikováno: 1. 9. 2018 | Počet zobrazení: 1522 článek mě zaujal 281
Zaujal Vás tento článek?
Ano