Pietro Rosa TBM investiert in ein Starrag-Bearbeitungszentrum LX 021 für die hocheffektive und effiziente Bearbeitung von Schaufeln

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Pietro Rosa TBM investiert in ein Starrag- Bearbeitungszentrum LX 021 für die hocheffektive und effiziente Bearbeitung von Schaufeln

Ein Unternehmen kann nur über 130 Jahre bestehen, wenn es eine fortschrittliche Perspektive hat und mit hochmodernem Produktdesign und wegweisenden Entwicklungen sowie Produktions- techniken von Weltrang die Grenzen ständig verschiebt. Pietro Rosa TBM mit Sitz in Italien ist ein solches Unternehmen.

Das Unternehmen begann 1887 mit der Herstellung von Werkzeugen für die Landwirtschaft und wandte sich bald der Fertigung von hochwertigem Besteck zu, was bis nach dem Zweiten Weltkrieg das Kerngeschäft blieb. Dann verlegte es sich darauf, komplexere Schmiedeteile wie endformnahe Dampfturbinenschaufeln (in den 1950er Jahren) und Gasturbinenschaufeln (in den 1960er Jahren) für grosse italienische und internationale Erstausrüster zu entwickeln und herzustellen.

Seitdem hat Pietro Rosa TBM über 1.500 Produkte aus 30 verschiedenen Materialien entwickelt – darunter Spezialstähle, Titanlegierungen, Aluminium- und Nickellegierungen – und ein hohes Mass an Know-how in den Bereichen Warmformung, spanende Bearbeitung und Schweisstechnologien an seinem Standort in Maniago, Nordostitalien.

Die Position des Unternehmens als Präzisionsschmiede auf Weltniveau wurde in den letzten Jahren weiter ausgebaut, einige Meilensteine:

In den 1980er Jahren: Bearbeitung von geschmiedeten Schaufeln für den Energiesektor.
In den 1990er Jahren: Schmieden und Bearbeiten von Superlegierungen auf Titan- und Nickelbasis.
Im Jahr 2000: Beginn der Lieferung von Komponenten für die Luft- und Raumfahrt einschliesslich der Produktion und Lieferung von motorfertigen Werkstücken.
Im Jahr 2010: Grossserienfertigung von Kompressorschaufeln für die Luft- und Raumfahrt.

Das Familienunternehmen wird auch von einer Satellitenproduktionsanlage in Connecticut, Nordamerika, bei New England Airfoils Products, NEAP, bedient und hat mehrjährige Verträge mit den wichtigsten Erstausstattern von Flugzeugtriebwerken abgeschlossen. Sein Erfolg im heutigen globalen Luft- und Raumfahrtsektor lässt sich an einem Auftragsbestand von 800 Millionen Dollar messen. Dieser enthält zum Beispiel Düsentriebwerks-Airfoils (Kompressor--Airfoils sowie variable Rotor-, Stator- und Scheiben Airfoils), Konstruktionsteile für die Luftfahrt sowie landbasierte Gas- und Dampfturbinenschaufeln.

Als Gruppe produziert Pietro Rosa TBM Niederdruck- und Hochdruck-Kompressorschaufeln, Blisks und Lüfterflügel auch für Rolls-Royce und GE in verschiedenen Grössen von 20 bis 1.000 mm. In Italien ist die Produktion mit 150.000 Teilen pro Jahr breit gefächert, während der US-Standort 300.000 Einheiten in weniger Varianten produziert.

»Wir haben uns in den letzten Jahrzehnten weiterentwickelt, indem wir auf individuellen Fertigkeiten basierende Herstellungsabläufe effektiv übernommen und diese Fertigkeiten zu einer erstklassigen Produktion ›systematisiert‹ haben«, sagt Präsident und CEO Mauro Fioretti. »Gerade jetzt, da wir einen umfangreichen Auftragsbestand haben und unter Kostendruck arbeiten müssen, wird die Zusammenarbeit mit Starrag immer enger, um die Bearbeitungsprozesse, insbesondere für unsere hochwertigen Produkte, zu verbessern.« Und er fügt hinzu: »Tatsächlich werden unsere Starrag-Maschinen zur Unterstützung all unserer Programme eingesetzt, einschliesslich der Ein- und Mehrschaufel-Produkte.«

Andrea Maurizio, Technischer Leiter, erklärt den Wechsel zu Titan- und Superlegierungen: »Bei Triebwerken, die bei höheren Temperaturen betrieben werden, besteht ein wachsender Bedarf an Kompressorschaufeln aus Titan- und Nickellegierungen. Diese warmfesten Superlegierungen sind jedoch schwieriger zu bearbeiten, zu polieren und zu testen. Daher benötigen wir nicht nur die besten fünfachsigen Fräsmaschinen, sondern auch intelligente Vorrichtungen sowie Prozessautomatisierung und -überwachung auf hohem Niveau. Zudem sind wir auf einen zuverlässigen Lieferanten angewiesen, der schnell reagiert und einen überragenden technischen Support bietet.«

In enger Zusammenarbeit haben die Anwendungsabteilung von Starrag und die Ingenieure von Pietro Rosa TBM – unter Leitung von Andrea Maurizio – kürzlich ein Verfahren entwickelt, das die entsprechenden Programme, spezielle Vorrichtungen und ausgefeilte Werkzeuge (Keramik für Schruppbearbeitungen und Vollhartmetall zum Schlichten) zur Herstellung von Airfoil-Komponenten mit mehreren Schaufeln umfasst. Jede Komponente des Kompressors mit mehreren Schaufeln aus Superlegierung wird mit sehr engen Toleranzen – auch innerhalb von 50 Mikrometern auf dem Profil – in die erforderliche Form gebracht.

Bei diesem Prozess wird jede Komponente mit mehreren Schaufeln im Zyklus erfolgreich abgeschlossen und dann zur Überprüfung an ein Koordinatenmessgerät übergeben. Zehn Abschnitte an jeder Schaufel werden gemessen, was tausenden von Merkmalen pro Komponentenabschnitt entspricht.

»Ursprünglich haben wir die Bearbeitung der Airfoils aus Schmiedeteilen diskutiert«, so Maurizio, »aber steigende Auftragsvolumina machten diesen Ansatz aufgrund der relativ langen Vorlaufzeiten bei Schmiedeteilen zugunsten der Bearbeitung von der Stange zunichte. Allerdings mussten zahlreiche Produktionsprobleme gelöst werden, bevor der Prozess als wiederholbar garantiert werden konnte, nicht zuletzt durch die Vermeidung von Verzerrungen, insbesondere zwischen Schrupp- und Schlichtbearbeitungen.«

Die jüngste Investition von Pietro Rosa TBM in Starrag-Bearbeitungszentren ist die LX 021, die speziell für die hocheffektive und effiziente Bearbeitung von Schaufeln entwickelt wurde. Dabei handelt es sich um ein vertikales 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit 20 kW / 22,5 Nm, 30.000 U/min mit einer Drehkapazität von 4.000 U/min (Achsen A1 und A2). Mit X-, Y- und Z-Verfahrwegen von 400 mm, 200 mm bzw. 410 mm plus 360 Grad in der A-Achse und − 45 / ± 95 Grad in der B-Schwenkachse.

Es sind weitere Bearbeitungszentren verfügbar. Warum hat sich Pietro Rosa TBM also für Starrag-Maschinen entschieden? »Starrag ist mehr als ein Maschinenlieferant«, so Maurizio. »Es ist ein Unternehmen, das sehr eng mit seinen Kunden zusammenarbeitet, um Komplettlösungen zu entwickeln, die nicht nur Maschinen, sondern auch spezielle Vorrichtungen und Werkzeuge umfassen.

Auch die integrierten adaptiven Fräsroutinen der RCS-Software für computergestützte Bearbeitung waren von entscheidender Bedeutung, ebenso wie die Prinzipien des integrierten Produktionssystems von Starrag in den Maschinen. Dazu gehören beispielsweise eine ERP-Schnittstellensoftware für das Zellenmanagement und die Prozessqualitätskontrolle, die Kollisionen über die 3D-Modellierung verhindert.«

Das Programm zur Bearbeitung von Airfoils mit mehreren Schaufeln spiegelt die Überzeugung von Pietro Rosa TBM wider, dass strategische Partnerschaften für Innovationen unerlässlich sind. »Dank unserer Partnerschaft mit Starrag konnten wir die Probleme der Komplexität bei der Bearbeitung solcher Komponenten bewältigen«, berichtet General Manager Francesco Parisi. »Starrag war sicherlich ein Katalysator, um dieses Ziel zu erreichen, und hat gleichzeitig ein extrem hohes Mass an Kundenvertrauen in seine Fähigkeiten als Lösungsanbieter und Maschinenlieferant geschaffen.«

»Dank unserer Partnerschaft mit Starrag konnten wir die Probleme der Komplexität bei der Bearbeitung solcher Komponenten bewältigen.«

Er ergänzt: »Die Tatsache, dass einige Kunden 80 % ihres Bedarfs bei uns einkaufen, ist eine grosse Triebfeder für uns und unsere Expansionspläne. Darüber hinaus haben laufende Kostensenkungsinitiativen und die ständig steigenden Anforderungen an die Oberflächenintegrität der Schaufeln zu einer kontinuierlichen Verbesserung unserer Produktionsverfahren geführt – wobei Letztere immer höhere Anforderungen an das Fräsen stellen, da wir unsere Kunden während des gesamten Lebenszyklus des Triebwerks unterstützen. Hier tritt unser Einsatz von Starrag-Bearbeitungstechnologien in den Vordergrund.« Andrea Maurizio fährt fort: »Da die Bearbeitung zunehmend hochkomplexer wird, was wichtige Lieferanten wie uns zu einem höheren Mass an Flexibilität veranlasst, müssen wir möglichst viel automatisieren und so viele verschiedene Prozesse wie möglich in Ablauflinien integrieren. Da die Flugzeugprogramme weiter wachsen und relativ geringe Losgrössen nach und nach durch stabile, grössere Mengen ersetzt werden, ist es offensichtlich, dass die Automatisierung der Schlüssel zu wettbewerbsfähigen Kosten ist.«

Was also erwartet Pietro Rosa TBM in den nächsten 130 Jahren?

Dazu CEO Mauro Fioretti: »Es ist von entscheidender Bedeutung, dass wir das gesamte Fertigungswissen nutzen, das im Laufe der Jahre aufgebaut wurde, Daten verknüpfen und branchenführende Unternehmen miteinander verbinden, wie wir es mit Starrag tun, und vielleicht Techniken wie künstliche Intelligenz für die Technologieerfassung und -übertragung einsetzen, damit wir uns kontinuierlich verbessern können.«

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