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Adaptive NC-Bearbeitungsverfahren
Adaptive NC-Bearbeitungsverfahren
Die Entwicklung Adaptiver Reparaturverfahren, also von Verfahren, die individuelle Formen der jeweiligen Bauteile berücksichtigen, erfordert eine genaue Analyse der Anforderungen und der Geometrien der zu bearbeitenden Bauteile. Generell setzt jede Adaptive Bearbeitung die Kenntnis der aktuellen Bauteilform im Vergleich zur Sollgeometrie der Bauteile voraus.
Die Sollgeometrie der Turbinen-Schaufeln kann auf unterschiedliche Arten zur Verfügung gestellt oder erzeugt werden:
- CAD-Daten der Schaufel direkt vom Herstelle
- Ermittlung der Sollgeometrie durch einen Reverse-Engineering Prozess bestehend aus Abtastung eines realen Bauteils in Kombination mit einer Aufbereitung der Daten zu CAD-tauglichen Flächen.
Obwohl der Zugriff der OEMs auf eigene Konstruktionszeichungen und Unterlagen prinzipiell möglich sein sollte, so ist hier immer wieder mit Schwierigkeiten zu rechnen, da unter Umständen Änderungen z.B. an Guss oder Schmiedeformen zur Herstellung der Schaufeln nicht nachträglich in die CAD-Darstellung übernommen wurden.
Das Reverse Engineering von Turbinenschaufeln stellt sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Datenaufnahme sowie an die Funktionalität der anschließenden Flächenrückführung.
Die Erfassung von Testbauteilen mit unterschiedlichen Verfahren, optisches Scannenund berührender Abtastung haben gezeigt, dass die optische Methode nicht nur deutlich schneller ist als die taktile Variante, sondern auch sehr gute Ergebnisse liefert. 
Abbildung 1: Schattierte Darstellung einer Dreiecks-Vermaschung als typische Ausgabe einer
optischen Digitalisierung
Abbildung 2: Punktewolke als Ergebnis der berührenden Abtastung auf einer Messmaschine
(Tastkugelmittelpunkte)
Im zweiten Schritt der Untersuchungen wurden die an dem realen Testbauteil gemessenen Daten mit denen der CAD-Sollgeometrie verglichen. Das Ergebnis, die Abweichungen, sind eine wichtige Eingangsgröße für das anzupassende oder zu entwickelnde Adaptionsverfahren. Je größer die Abweichungen sind, umso schwieriger wird eine Adaption. Aufbauend auf diesen Voruntersuchungen wird das zu entwickelnde System definiert. Die wichtigsten Bearbeitungs-Schritte sind:
- Aufbau der Frässtrategien mit dem bei BCT verfügbaren CAD/CAM-System auf Basis
der CAD-Geometrie [Beschaffung des Systems erfolgte im Rahmen des RACe
Projekts] - Vermessung jeder einzelnen Schaufel vor der Bearbeitung auf der NC-Maschine
- Übertragung der Messdaten in das Adaptionssystem
- Berechnung der Adaption:
Ergebnis: An die IST-Geometrie angepasste NC-Bahnen mit gleicher Technologie wie
die auf der Basis der CAD-Darstellung definierten Bearbeitungen - Übertragung der NC-Daten an die Steuerung und Start der dortigen Ausführung
Abbildung 3: Vergleich der CAD-Mastergeometrie (grau) mit der durch Reverse Engineering
erstellten IST-Geometrie
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