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国际金属加工网 2018年06月19日

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DMG MORI 航空航天卓越技术中心

20多年来,DMG MORI航空航天领域积累了丰富的经验,为大量该行业的OEM厂商及供应商提供高生产力的生产技术,保持高于该行业的平均增长率。这些能力和经验汇集在 DMG MORI航空航天卓越技术中心。结果是:一流的高科技机床和生产能力。在客户未来项目的初期,不断增加DMG MORI专家的参与度。共同开发恰当的生产工艺和完整的交钥匙总包解决方案,这是汉诺威MTU Maintenance项目的成功案例。

60% 生产力提升… …完整生产和加工的同时装刀

合作开发加工工艺和完整生产让汉诺威MTU Maintenance优化了航空发动机部件的维修操作。

航空工业正在蓬勃发展:根据国际航空运输协会数据,航班量从2012年的3,500万架次增加到接近4,000万架次 – 而且看不到下降的可能。全球飞机数量接近25,000架。波音公司预测未来的20年间,该数字将增加一倍。

强劲增长的MRO市场

这直接激发了MRO市场,即飞机发动机的维护、维修和大修业务。2015年,MRO行业的市场规模大约为250亿美元。到2025年,该市场将增长到460亿美元。作为领先的MRO供应商,汉诺威MTU Maintenance不断增强加工工艺的现代化等技术改造,其业务量不断增长。靓丽的实施效果:DMG MORI的DMC 210 FD使实际生产力至少提高60 %。

飞机发动机长达30年的寿命期

飞机发动机只有进行必要的定期维护、维修和大修,才能保证可靠工作30年。汉诺威MTU Maintenance公司工业服务经理Andreas Kappe介绍说: “飞机维护的间隔时间由天气条件、高负荷部件的磨损情况以及严格的安全制度决定。”经济性也是航空公司和飞机租赁公司的决定性因素,及时维护才能保证发动机的价值,也才能保证飞机的价值。

用大数据监测发动机

在MRO行业,最基础的条件是发动机记录的数据,对数据进行后续处理或在必要时通过机载计算机将数据传给地面站。传感器测量排气温度和发动机温度,燃油和滑油消耗、压气机、燃烧室和涡轮的振动和压力。

测量的参数共有5,000余个。一台飞机发动机飞行一次的数据量大约达一个TB,这些数据是MRO业务的重要信息源,AndreasKappe介绍说:“维护范围可根据实际需要调整,可细分到十分小的细节。”

例如,沙漠地区由于沙尘较多,磨损较大。发动机通常由专用卡车从阿姆斯特丹或法兰克福运到工厂,所有工作的开始是进厂检测。然后是拆解,清洁和检测部件。进行个性化的维修,然后重新组装发动机并进行测试,最后重返蓝天。这个过程通常持续2个到4个月的时间。AndreasKappe说: “我们不断优化这个流程,以确保竞争优势”。流程优化的关键是不断地将加工技术现代化。

虚拟机床缩短铣/车复合加工中心的设置时间和换刀时间并提供任务单计划功能。

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左起:汉诺威MTU Maintenance的工业服务经理Andreas Kappe,数控程序员代表Michael Seifert和Rafael Wilgoschesky,DMC 210 FD加工中心项目购买小组成员

60%生产力提升

其中,2011年是一个特别的年份。汉诺威MTU Maintenance公司彻底评估了公司的加工工艺,得出的结论是车间生产的灵活性和生产能力不能保证未来的成功。生产计划成员Marcus Spatz说: “我们还发现许多实质性的标准化机会。”

他与同事Stefanie Krefsiek和数控程序编程员Michael Seifert及Rafael Wilgoschesky组成项目小组,任务是找到满足高生产力和高质量全部要求的加工解决方案。他们很快发现,标准解决方案无法满足这些要求。但他们发现合作伙伴DMG MORI,可为复杂项目提供支持和建议,并提供相应的加工技术。

基本要求是在加工中装刀和一次装夹完整加工,包括铣削车削和磨削。合作的结果是:配5个托盘的DMC 210 FD加工中心。StefanieKrefsiek比较现在的铣/车复合加工工艺与原有工艺的异同时说: “加工的同时装刀,能消除大部分非生产时间,这恰恰是我们以前的局限”。完整加工同样如此:“比较复杂工件的部分维修任务需要使用多达5台机床,而且需要非常消耗时间的二次装夹操作。我们将整体生产力提高了大约60 %。”

一次装夹完整加工还显著提高了质量。DMC 210 FD生产力非常高,以至于汉诺威MTU Maintenance还用该机加工较小的工件,其直径小于1,000 mm。机床的X轴和Y轴最大行程达2,100 mm,工件高度可达1,250 mm,这些指标对于MRO专业厂商非常重要。Andreas Kappe强调说: “我们只维修大中型飞机发动机,因此我们需要较大的加工区。”

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机内测量和1:1仿真提高工艺可靠性

在汉诺威MTU Maintenance工作的所有员工都非常关注高质量而且工件价格昂贵。这些产品中的任何一件可能价值两百万欧元。Andreas Kappe说:“必须杜绝任何错误”。Marcus Spatz指出,机内测量是一个有效工具。

DMG MORI虚拟机床

DMG MORI虚拟机床提供更高的安全性,该技术已在汉诺威MTU Maintenance应用了一段时间。DMG MORI虚拟机床包括机床几何特征、运动特性和动态运动和全部数控和PLC功能。Michael Seifert高兴地说:“现在,我们的数控程序在运行中都能达到绝对有效的工艺安全性。”他补充说:“使用该虚拟机床还能缩短铣/车复合加工中心的装夹时间和换刀时间,还能制定任务单计划,准确地计算周期时间。”

用DMG MORI技术循环智能地编写数控程序

与发动机部件生产不同,维修中需要切除的材料非常少。这里的重点是恢复部件的最初状态。在受损或磨损部位用金属等离子喷涂的方法进行添补,然后通过加工恢复最初状态。精度,特别是车削工件的精度必须达到微米级,也说明需要完善的测量程序。

例如,在加工前,机床检查工件的找正情况。用L形测头套件测量不易接近的几何部位。智能的数控程序实时应用测量数据。Michael Seifert说道: “例如,机内测量工件的直径,只将多余的金属材料切除。”

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这种智能加工技术是汉诺威M T U Maintenance的编程部经过艰苦摸索取得的结果。RafaelWilgoschesky回忆开发过程时说: “接受DMG MORI培训后,我们做好了准备,但仍要在实践中不断学习。”一方面,西门子数控系统为数控程序优化提供许多方式。另一方面,DMG MORI技术循环显著简化和加快了编程度。

“例如,可以轻松编写变速的数控程序,程序中只需要三个参数就能避免振动。”我们还用DMG MORI技术循环扩展了DMC 210 FD的加工范围,用它进行磨削加工。Andreas Kappe补充说“磨削加工将是DMC 125 FD duoBLOCK的主要任务,该机将在2018年由DMG MORI安装到位。”

面向未来的现代化技术

行业的成长让汉诺威MTU Maintenance看好未来,但也注意到需面对的挑战。 “制造商可能随时提出新要求。”Andreas Kappe凭经验总结道。最近,由于发动机制造商修改了冷却液纯净度要求,DMGMORI为DMC 210 FD成功安装了新冷却液过滤系统。

1.加工的同时装刀,共6个盘位,消除大部分辅助时间。

2.在换刀时,调整车削工件的同心度,然后在机床上进行自动检查。

3.机内测量,确保达到微米级高精度。

4.维修时,用金属等离子喷涂技术添补发动机工件的磨损或缺损部位,然后加工到最初尺寸。

5.汉诺威MTUMaintenance用DMG MORI虚拟机床达到近100%的工艺可靠性。

6.现在,MRO使飞机发动机可以可靠地工作30年。

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(德马吉森精机机床贸易有限公司)

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