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REPORTAGE - ALSTOM SCHWEIZ AG

Der Tannenbaumfuss gibt Orientierung Experten der Erowa AG haben für das im Kraftwerksbereich tätige Unternehmen Alstom Schweiz AG Aufspannmittel für den automatisierten Schleifprozess von Turbinenschaufeln kundenspezifisch ausgelegt und damit den Fertigungsprozess optimiert. Wer von Zürich Richtung Bern auf der A1 unterwegs ist, wird in Höhe Aus­fahrt 52 auf der rechten Seite unweigerlich das Firmenlogo von Alstom an einer Fabrik­halle ausmachen, dominant und prägend für die Region – nur wenige Kilometer von die­ser Autobahn entfernt – in der Ortschaft Birr. Das Werk hier hat für den Unternehmens bereich Thermal Power des auf den Bau von Anlagen und Produkten für die Stromerzeu­gung, Energieübertragung und Schienenin­frastruktur spezialisierten Konzerns grosse Bedeutung. Immerhin, so sagt man, soll jede vierte Glühbirne weltweit ihren Strom von einer Alstom-Turbine beziehen. Heisse Komponenten In Birr fertigen zir­ka 1‘500 Mitarbeiter vorwiegend strategisch wichtige und komplexe Produkte für den Kraftwerksbereich, speziell auch für Gas­turbinen. Zudem befinden sich an diesem Standort Forschungs- und Entwicklungs­einrichtungen, ein Testcenter, Schulungs­einrichtungen für die Inbetriebnahme von

Turbinen sowie Wiederaufbereitungsmög­lichkeiten für Komponenten und Systeme dieser Anlagentechnik. Seit 2009 ist auch „Manufacturing Engineer“ David Feurer bei Alstom tätig und beschäftigt sich mit der Auslegung von Fertigungsprozessen für Heissgaskomponenten speziell von Turbi­nenschaufeln. „Diese Teile sind in der Her­stellung sehr komplex. Die Wirtschaftlichkeit steht hier oft auf Messers Schneide, weil die Materialien besonders sind. Wir bekommen das Rohmaterial als Guss und geben es wei­ter als geschliffenes Teil. Der gesamte Ent­wicklungsprozess, eingeschlossen die not­wendigen qualitätssichernden Maßnahmen wie auch das Gewährleisten der Wirtschaft­lichkeit, unterliegen dem Bereich Manufac­turing Engineering. In der Abteilung „Schaufelproduktion“, in der er für die gesamten Schleifprozesse zuständig ist, arbeiten etwa 120 Angestellte ein umfangreiches Bauteilsortiment ab. „Wir stellen pro Jahr mehrere tausend Bauteile her, vom Abguss bis zum Fertigteil, also bis zur Montage am Kraftwerksstandort. Wir haben knallharte Qualitätsvorgaben, die uns zwingen, die Maßhaltigkeit nicht nur inner­halb der Toleranz zu gewährleisten, sondern auch innerhalb eines Bereiches der Toleranz. Das ist ähnlich wie in der Flugzeugturbinen-Industrie,“ so sein Statement.

Die kundenspezifische Auf­spannlösung für Turbinenschaufeln ist auf einer EROWA UPC Palette platziert. Das EROWA UPC Werkstück-Palettiersystem bietet eine Wiederholgenauigkeit der Werkstückträger von < 0,002 mm.

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tisierten Fertigungsprozess erzielt werden könne. Für ihn steht deshalb außer Frage, dass die Aufspannvorrichtung der Schlüssel zu einer stabilen Prozessfähigkeit ist. Spe­ziell für die 2. Aufspannung hat man eine prozesssichere Lösung gesucht und einen kompetenten Partner in der Erowa AG mit Sitz in Büron gefunden.

Typisches Bauteil, das im Bereich von David Feurer im ersten Prozessschritt geschliffen wird.

Am Anfang wird geschliffen Die Teile werden als Rohguss aus externen Giesse­reien angeliefert. Das Schleifen ist das erste Glied der Prozesskette im Werk Birr, um den Turbinenschaufeln ihre Form zu ge­ben, und liegt deshalb in den Händen des Fertigungstechnologen: „Unsere Maschi­nen, mit denen wir heute produzieren, sind individuell auf unsere Fertigung ausgelegte, vollautomatisierte Schleifzellen inklusive Messmaschinen und einem vollautomati­schen Werkzeug- und Korrekturkreislauf, die es so nirgends gibt.“ Die Vergangenheit habe aber gezeigt, so die Einschätzung von Feurer, dass nur mit einwandfreien Auf­spannkonzepten ein für alle Seiten befrie­digendes Ergebnis in diesem hochautoma­

Spanntechnisches Know-how überzeug­te „Wichtig für uns war, dass der Lieferant unser Anliegen bezüglich der erforderlichen Präzision für diese spezielle Maschine ver­steht, dass wir die Lösung gemeinsam aus­arbeiten und unsere benötigte Genauigkeit prozesssicher erhalten“, stellt David Feu­rer heraus und ergänzt: „Für uns war die wichtigste Anforderung die Orientierung, das heißt die Positionierung des Bauteils auf dem Spannsystem, und zwar in allen 6 Freiheitsgraden und mit einer Maßhaltig­keit von plus/minus fünf Mikrometer. Nur so können wir im Schleifprozess die Basis für die exakte Lage der Schaufel in der Tur­bine sicherstellen.“ Die Schaufelfläche selbst wird nicht mehr bearbeitet, die bleibt Guss- oberfläche und erhält später eine metallische oder keramische Beschichtung. Der Kontakt zu den Experten von Erowa bezüglich einer Aufspannlösung kam eher zufällig zustande, obwohl sich eine Vielzahl von Erowa Werkstück-Palettiersystemen im Werk, zum Beispiel für das Senkerodieren, schon Jahr­zehnte täglich bewähren. „Auf unseren Maschinen sind bereits von Anfang

Die von Erowa entwickelte Aufspannvorrichtung spannt die Turbinenschaufel am Tannenbaumfuss.


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tätsverlustfrei waren“, so sein Resümee. Der gesamte Ferti­ gungsprozess laufe viel stabiler, meint er und die Produktivität habe sich auch verbessert.

Projektpartner: David Feurer und Stefan Ott.

an UPC-Werkstück-Palettiersysteme von Erowa als hochgenaue Schnittstelle zwi­schen der Maschine und dem Werkstück installiert. Die Aufspannvorrichtungen für die Werkstücke wurden jedoch meist selbst hergestellt. Im Rahmen unserer Prozessop­timierung haben wir uns dann entschlossen, auch auf das Know-how von Erowa für sol­che kundenspezifische Aufspannvorrichtungen zurückzugreifen“, hebt Feurer hervor. Und das was Stefan Ott, er verantwortet bei Erowa den Produktbereich „Fixturing Technology“, mit seinem Team innerhalb von zwei Monaten entwickelt und gebaut hat, überzeugte den Fertigungsfach­mann bei Alstom. Die neu konzipierte Aufspannlösung nutzt den im ersten Set erzeugten Tannen­baumfuss, um der Schaufel die notwendige Orientierung formschlüssig für den zwei­ten Bearbeitungsdurchlauf zu geben. Diese Art der Aufspannung lasse keine Fehler zu, deutet Feurer an. Man weiß, wo und wie die Schaufel steht. Die Tannenbaumfüsse seien genormt, also für viele Bauteile identisch. Stefan Ott ergänzt: „Wir hatten die Vor­ gabe, diese Teile positionsgenau und sicher zu spannen unter Berücksichtigung der auf­tretenden Bearbeitungskräfte. Die Heraus­forderung in Sachen Genauigkeit bestand darin, dass bei diesen großen Ausladungen das Teil wirklich winkelgenau aufgenom­men wird.“ Das Teil selbst wird von Hand in die auf einer UPC-Palette positionierten Vorrich­tung am Rüstplatz eingelegt und mit einem Drehmomentschlüssel nach Anweisung ge­spannt. Danach erfolgt das Einschleusen der Palette in den automatisch ablaufenden Fer­tigungsprozess, der die Operationen Schlei­fen, Vermessen und Waschen beinhaltet. Für David Feurer hat sich die Zusam­menarbeit mit Erowa gelohnt. „Mit Be­stimmtheit kann ich sagen, dass Schaufel-Sets, die wir mit diesem Aufspannsystem bearbeitet haben, primär quali-

Für Stefan Ott war es nicht das erste Pro­jekt in Sachen kundenspezifische Aufspann­lösung, obwohl sich sein Bereich noch im Aufbau befindet: „Bei der Umsetzung dieser Anwendung konnten wir unsere Kompetenz und unser Know-how für das Machbare in der Spann- und Fertigungstechnik einsetzen. Langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Spannmittel sowie moderne, interne Fertigungsressourcen ermöglichten eine schnelle und flexible Umsetzung.“ Die er­zielten Ergebnisse machen ihn optimistisch, das neue Dienstleistungsangebot von Erowa, von der Beratung über das Engineering, die Fertigung bis hin zur Auslieferung geteste­ter und betriebsbereiter Aufspannvorrich­tungen, noch stärker am Markt platzieren zu können.

Copyright © 2013 - AGT Verlag Thum GmbH Autor: Gerd Fahry, Chefredakteur dima Kontakt: Alstom Schweiz AG Zentralstrasse 40 5242 Birr Telefon ++41 (0)56 466 66 11 www.alstom.com EROWA AG CH-6233 Büron, Schweiz Telefon ++41 (0)41 935 11 11 Fax ++41 (0)41 935 12 13 info@erowa.com www.erowa.com

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EROWA Kunden Reportage - ALSTOM SCHWEIZ AG