Teilprojekt T4 Automatisierte Rekonturierung von Fan Blades

Im Rahmen des Transferprojektes werden die Erkenntnisse aus dem SFB 871 hinsichtlich der automatisierten Planung der Rekonturierung von Verdichterschaufeln unter Berücksichtigung einer individuellen Soll-Gestalt auf die Rekonturierung von Fan Blades übertragen. Hierzu erfolgt eine Verallgemeinerung des automatisierten Planungsalgorithmus aus dem Teilprojekt C1. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Ermittlung einer individuellen Soll-Gestalt, der automatisierten Anpassung des Werkzeugwegs unter Berücksichtigung des lokalen Aufmaßes sowie der Übertragung des geometrischen Simulationsmodells. Mit diesem Werkzeug wird der Einfluss von Prozessstellgrößen auf die Maßhaltigkeit ermittelt. Dazu werden die simulierten Prozesskenngrößen innerhalb einer Versuchsreihe mit der real erzeugte Ist-Gestalt verglichen. Hieraus erfolgt ein Regelwerk für die Rekonturierung welches in Verbindung mit dem automatisierten Planungsalgorithmus in den aktuellen Reparaturprozess integriert wird.

MOTIVATION UND ZIELSETZUNG

Die Projektpartner von LUH und MTU

Die Rekonturierung von Fanblades ist ein wichtiger Teilprozess bei der Reparatur von Flugzeugtriebwerken. Bei der Nutzung von automatisierten Rekonturierungsprozessen bei gleichzeitig hohen Varianzen in der Ausgangsgestalt weisen die Fanblades nach der Bearbeitung geometrische Fehler auf. Hierdurch verschlechtert sich die Aerodynamik des Fanblades, was zu einer verringerten Leistung und Effektivität des Gesamttriebwerks führt. Das Ziel in diesem Projekt ist daher die Überführung der Methoden aus dem Teilprojekt C1 auf den Rekonturierungsprozess der Vorderkante von Fan Blades unter Berücksichtigung spezifischer geometrischer Zielkriterien. Um dieses Ziel zu erreichen wird zuerst der aktuelle Rekonturierungsprozess beim Anwendungspartner MTU analysiert. Anschließend werden die Ergebnisse dazu genutzt, die Methoden aus dem Teilprojekt C1 für den Anwendungsfall zu übertragen und so eine individuelle Anpassung des Prozesses vorzunehmen mit dem Ziel für jede Fanblade eine optimale Vorderkantengeometrie zu erreichen. Zum Abschluss erfolgt die Erforschung der neuen Methode und eine abschließende Technologiebewertung. 

ERGEBNISSE

Bisher wurde der Rekonturierungsprozess bei MTU untersucht und die Datenstruktur des automatisierten Prozesses analysiert. Die erzeugten Laserscandaten konnten ausgelesen und nutzbar verknüpft werden. Mithilfe dieser Daten konnten erste geometrische Simulationen durchgeführt und ausgewertet werden. Dabei wurden Teilbereiche des Systems identifiziert, die sich stark auf die Messgenauigkeit und die resultierende Maßhaltigkeit auswirken.  Des Weiteren wurden bei der Analyse des Prozesses weitere Potenziale zur Verbesserung (z. B. Steuerung des Zeitspanvolumens, Betrachtung der Schnittbedingungen beim oberflächenbildenden Schnitt, etc.) identifiziert.

AKTUELLE ARBEITEN UND AUSBLICK

Derzeit werden Methoden untersucht, die die Nutzbarkeit der automatisiert erzeugten Laserscandaten der Fanblade erhöhen sollen. Um den Einfluss verschiedener Bearbeitungsstrategien auf Gestalt und Oberfläche wissenschaftlich zu untersuchen, wird derzeit ein Analogieprozess entwickelt, der den Rekonturierungsprozess unter Laborbedingungen nachbildet um darauf basierend Einflüsse des plastischen Materialabtrags zu identifizieren. Im weiteren Verlauf ist eine Übertragung von Teilaspekten des Planungsalgorithmus des Teilprojekts C1 auf den vorliegenden Anwendungsfall vorgesehen. Hierzu zählt insbesondere die Methodik zur Störgeometrieabhängigen 5-Achsbahnplanung. Die resultierenden Erkenntnisse aus dem Transferprojekt werden über die Laufzeit an themenbezogene Teilprojekte aus dem SFB 871 zurückgespiegelt. Neben dem TP C1 zählen hierzu auch die TP B2 (Geschickte Reparaturzelle), A2 (Multiskalen-Geometrieerfassung), B3 (Verluste komplexer Oberflächenstrukturen), C2 (Schnelle Prüfung komplexer Geometrien) und D6 (Wechselwirkung und Gesamtsystemverhalten).


VERÖFFENTLICHUNGEN

Alle Veröffentlichungen des Sonderforschungsbereiches