Anwendungen für den Flugzeugbau

ECM-Bearbeitung von gekrümmten elliptischen Kühlbohrungen an Turbinenscheiben

Bei der Fertigung besonders kritischer Teile in der Luftfahrtindustrie erlangt das ECM-Verfahren einen entsprechend hohen Stellenwert. Für Rolls Royce in Deutschland fertigt Köppern mit Hilfe des ECM-Verfahrens gekrümmte elliptische Kühlbohrungen in Hochdruckturbinenscheiben (HPT) der ersten Stufe. Dabei handelt es sich um ein besonders kritisches und hoch belastetes Bauteil im Flugzeugtriebwerk, bei dem es auf absolute Rissfreiheit sowie eine strömungsgünstige Konstellation im Ein- und Austritt der Kühlbohrung ankommt. ECM als Bearbeitungsverfahren bietet die einzige Möglichkeit, diese Vorgabe am hochfesten und schwer zerspanbaren Werkstoff zu erfüllen. Bei der Fertigung wird die Größe der 74 Kühlbohrungen einer Scheibe auf +/- 0,05 mm genau eingehalten.

ECM-Bearbeitung von Triebwerkgehäusen

Die Bearbeitung von Gehäuseteilen, wie sie im modernen Triebwerksbau verwendet werden, ist auf den großen Köppern ECM Anlagen grundsätzlich unproblematisch und auch bei hochfesten Werkstoffen nicht abhängig von der Bauteilgröße. Bei diesem Beispiel wird aus einem gedrehten Ring eine komplexe Geometrie mit einem Rechteck-Durchbruch in einem Arbeitsgang 12-mal entlang des Umfangs eines 1,2 m großen konischen Ringes hergestellt. Die Besonderheit, neben den strömungsgünstigen Rundungen, ist die Tiefe der flügelförmigen Taschen, bei der lediglich eine Wandstärke kleiner als 1,5 mm verbleiben darf. Aufgrund der einzigartigen Konstruktion des ECM Werkzeuges kann die Geometrie ohne jegliche Spülschlitze auf der Oberfläche gefertigt werden.

Ein ähnliches Produkt wurde von Köppern bereits 1985 für einen französischen Kunden hergestellt. Trotz einer vergleichbaren Wandstärke von 1,5 mm wurde dabei noch auf ein Konzept mit Spülschlitzen zurückgegriffen. Durch die inzwischen gewonnene Erfahrung und die kontinuierliche Weiterentwicklung der ECM-Technologie konnten wir im oben genannten Beispiel die Spülschlitze (hier noch als schmaler Grat auf dem Bauteil selber) vermeiden, die sonst hätten nachfolgend aufwändig auspoliert werden müssen.