EMAG ECM: отдел авиационных технологий разрабатывает специальные решения для производства турбин

31.05.2016 - Markus Isgro

При изготовлении центральных компонентов турбины, таких как моноколесо (блиск) и одинарные лопатки, становится очевидно: все зависит от внедрения инновационных технологий и их совершенствования. Так, применение прецизионной электрохимической технологии обработки металлов (PECM) технологического предприятия EMAG ECM, с одной стороны, существенно сокращает расходы, а с другой стороны, значительно повышает точность обработки.


Идея, лежащая в основе конструктивного решения моноколеса (блиска) одновременно проста и эффективна: лопатки и диски этого компрессора высокого давления, входящего с состав турбины, имеют цельную конструкцию. Это избавляет производителя от необходимости сложных процессов монтажа. Разумеется, при конструировании этих компонентов используются высокопрочные и жаропрочные материалы, например, никелевые сплавы. Поэтому при традиционной обработке резанием себестоимость изготовления единицы указанной продукции возрастает. Это объясняется тем, что чем выше твердость обрабатываемого материала, тем, как правило, короче срок службы инструментов. – Экспертам EMAG ECM GmbH хорошо известна специфика производства высокопрочных компонентов турбин, таких как моноколесо (блиск), одинарные лопатки, диск или диффузор, поскольку технологическое предприятие EMAG ECM, занимающееся электрохимической обработкой металлов, уже много лет разрабатывает альтернативную технологию обработки без традиционного снятия стружки. Основной принцип технологии ECM (ЭХО) - обработки гарантирует резкое повышение производительности: во время производственного процесса между заготовкой (которая становится положительным электродом - анодом) и инструментом (который является отрицательным электродом - катодом) протекает электролит. При этом от заготовки отделяются ионы металла. Форма катода, то есть инструмента, с активными, токопроводящими участками выбрана таким образом, что съем материала с заготовки формировал требуемую форму контура обработанной детали. В результате получается поверхность идеального качества – без заусенцев, изменения структуры материала и с оптимальным коэффициентом шероховатости. Кроме того, инструмент (катод) практически не подвержен износу. В технологии PECM от EMAG, в свою очередь, целенаправленно усовершенствован этот эффективный основный принцип. Здесь зазор между заготовкой и инструментом, через который протекает электролит, очень мал. В то же время на подачу электролита воздействует механическое осциллирующее движение. Оба этих фактора повышают эффективность и точность съема припуска с материала заготовки.

Ориентация на потребности авиастроения

«Разрабатывая данный технологический подход, мы ориентировались на требования авиастроительной промышленности, и такая долгосрочная ориентация уже дает определенные плоды», – объясняет Рихард Келлер, один из руководителей EMAG ECM GmbH. «Наш координационный комитет, в который входят сотрудники отдела технического сбыта и разработчики, каждую неделю получает различные запросы от авиастроительных предприятий. В каждом случае, на основании имеющейся информации, мы определяем, возможно ли экономически эффективно выполнить поставленную задачу с помощью технологии ECM, или же она требует использования другой технологии из широкого арсенала EMAG». На последующем этапе согласования коммерческого предложения эксперты нашего отдела технического сбыта (эта задача возложена на пятерых сотрудников предприятия) встречаются с заказчиками и вместе с ними обсуждают производственные требования. Затем чаще всего EMAG ECM проводит исследование осуществимости проекта, в ходе которого рассчитывается соотношение расходов и экономического эффекта технологии в отношении конкретной детали и конкретного материала. Заказчик получает предельно точные сведения о допусках на изготовление и времени такта технологического процесса ECM-обработки. Для этой цели предприятие EMAG ECM, помимо прочего, использует прекрасно оснащенную лабораторию электрохимической обработки (в которой работает три специалиста) и широкие возможности своего конструкторского отдела, который также принимает участие в конструировании и изготовлении катодов. Недавно технологическое оборудование нашего предприятия в Гайльдорфе было снова обновлено - приобретен современный 5-координатный фрезерный станок для обработки катодов и система CAM (производство с компьютерным управлением), которая позволяет станку считывать данные трехмерной геометрии детали непосредственно с системы CAD. «Таким образом, в будущем изготовление катодов станет еще проще и быстрее», – объясняет Томас Гмелин, руководитель отдела технологических разработок предприятия EMAG ECM. Кроме того, в распоряжении наших конструкторы в Гальдорфе передовая система измерения (CMM), с помощью которой в текущем режиме в ходе производства контролируется геометрия катодов, а также проверяются и корректируются процессы ECM-обработки. «Мы всегда стремимся к тому, чтобы наш заказчик получил высокоточный инструмент. Это базовое требование прецизионных производственных процессов, в которых используется технология ECM и PECM», – говорит Гмелин. При производстве авиационных двигателей очень важно придерживаться принципов философии EMAG ECM: в своей работе наше предприятие опирается на тесное сотрудничество всех сторон, участвующих в процессе и ориентируется на поиск гибких решений для любой сферы применения. К примеру, по желанию, заказчики могут сами проектировать и конструировать свои инструменты. При этом важность масштабных технологических знаний и опыта производителя относительно геометрии и материалов  высокотехнологичных авиационных компонентов для безопасности сложно переоценить.

Взаимодействие с учеными

Насколько серьезен подход специалистов с юга Германии, показывает их тесная  кооперация с независимыми экспертами и промышленными сетями. Так, к примеру, компания постоянно сотрудничает с лабораторией металлорежущих станков Рейнско-Вестфальского технического университета из г. Ахен. Здесь, в частности, проводятся экспериментальные исследования пригодности различных типов материалов для электрохимической обработки на установке EMAG-PECM. Кроме того, EMAG ECM является промышленным партнером нового научно-исследовательского центра производства турбомашинного оборудования Института производственных технологий Фраунгофера (IPT) и Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена. «Мы принимаем участие в работе этих сетей, чтобы иметь возможность предложить глобальные технологии глобальному рынку. Наши производственные технологии постоянно совершенствуются с учетом новых материалов и геометрии деталей, а возрастающие требования наших заказчиков по всему миру дают нам необходимый стимул», – объясняет Рихард Келлер. Хотелось бы отметить, что производители двигательных установок уже поставляют авиакомпаниям свою продукцию - турбины, компоненты которых изготовляются с помощью технологии ECM от EMAG, и это всего через несколько лет после выхода установок EMAG на рынок. Учитывая традиционно долгие и утомительные процедуры сертификации, которые должен проходить любой производственный процесс, используемый на предприятии, поставляющем продукцию для авиации, это огромный успех.


Совместная работа для достижения успеха

Сейчас в Гальдорфе мы постоянно работаем над восемью – десятью проектами одновременно. Это что-то вроде группового процесса с применением единой  технологии для авиастроительной промышленности. Обусловлен ли наш успех только эффективностью технологии. «Разумеется, возможности ECM и PECM играют важную роль», – комментирует господин Келлер. «Благодаря высокому качеству поверхности зачастую можно, например, исключить последующие процессы обработки. Это существенно ускоряет весь производственный процесс. С другой стороны, мы можем положиться на команду высококвалифицированных профессионалов, имеющих колоссальный опыт разработки идеальных решений в области ECM, и об этом хорошо знают авиастроители». – От высокого уровня общей компетенции группы EMAG в разработке различных металлорежущих станков не в последнюю очередь выигрывают заказчики, поскольку в установках электрохимической обработки всегда используются основные инновации EMAG, такие как: станина из синтетического гранита Mineralit, «интеллектуальные» аппаратные и программные интерфейсы и эффективные решения для автоматизации. Таким образом, конструируются комплексные решения «под ключ» на базе технологии электрохимической металлообработки, точно соответствующие индивидуальным требованиям заказчика. Станкостроители предприятия EMAG ECM убеждены: для многих инноваций в области авиастроения их технология является идеальным решением.  

Контактное лицо

Markus Isgro

Press and Communication

Телефон:+49 7162 17-4658
Факс:+49 7162 17-4027
E-mail:communications@emag.com