Process expertise in turbine manufacturing

Ein Mix aus kleinsten Stückzahlen und großer Diversität

2025 sind zehn Shipsets zu liefern. »Wir haben uns mit dem Kunde auf zwei Lieferungen von je fünf Shipsets verständigt«, berichtet Klaus Struebel. »Das heißt für uns, dass wir jedes der sieben verschiedenen Casings in Losgröße 5 fertigen und damit den Aufwand fürs Rüsten und die Wärmebehandlung in Grenzen halten.« Dennoch ist eine ausgefeilte Produktionsplanung erforderlich, die neben der Maschinenbelegung die ergänzenden Prozesse berücksichtigt. »Wir sind in diesem Fall nicht nur für Dreh-, Fräs- und Bohrbearbeitungen verantwortlich, sondern auch für zusätzliche EDM- und Schweißarbeiten, Wärmebehandlungen sowie Mess- und Prüfprozesse«, erklärt der Technologie-Verantwortliche Markus Ess. »Genau dieses Prozessketten-Wissen, das wir hier generieren, ist für uns sehr wertvoll.«

Kurze Vorbereitungszeit

Lediglich sechs Monate standen für die Technologieentwicklung zur Verfügung. Nicht üppig, angesichts der Vielzahl an Casings, die sehr unterschiedliche Anforderungen stellen. Das beginnt bei den schwer zerspanbaren Werkstoffen und setzt sich in einer eingeschränkten Zugänglichkeit zu bestimmten Merkmalen wie Bohrungen fort. Um Anbauteile wie Schaufeln exakt positionieren zu können, müssen enge Toleranzen eingehalten werden. Zudem gibt es Flächen, die hohe Oberflächengüten erfordern. Neben den Zerspanungsprozessen, die auf den Starrag-Maschinen ablaufen, sind ergänzende Arbeiten auszuführen. So sind bei Tieflochbohrungen Drucktests erforderlich. Schweiß- und Erodieraufgaben, Wärmebehandlung und Härteverfahren sowie die Cerakote-Beschichtung werden an externe zertifizierte Partner übergeben. Gleiches gilt für den geforderten Prüfprozess Fluorescent Penetrant Inspection (FPI).

Markus Ess weist darauf hin, dass »viele dieser Operationen Zwischenprozesse sind, die zeitlich außerhalb unserer direkten Kontrolle stattfinden und den Inhouse-Prozess unterbrechen. Doch unseren erfahrenen Mitarbeitern ist es gelungen, eine gut funktionierende Prozesskette zu implementieren und den Auftrag zur Zufriedenheit unseres Kunden abzuwickeln.« Klaus Struebel ergänzt: »Da unser Kunde in Amerika sitzt, haben wir ein komplexes Project-Management-System entwickelt, mit wöchentlichen Online-Meetings, in denen die Fortschritte besprochen und kontrolliert werden. Denn der Kunde will genau wissen, wie die Arbeit vorangeht und ob wir uns im Zeitplan befinden.«

Selbstentwickelte und -geschliffene Hartmetalfräser tragen zu optimierter Zerspanungsleistung bei.

Kritische Einmalkosten

Die Technologieentwicklung war auch wirtschaftlichen Vorgaben unterworfen. Schließlich wollte Starrag nicht nur einen Know-how-Gewinn verbuchen. So stellten die Einmalkosten einen wichtigen Faktor dar, zu denen die Spannvorrichtung zu zählen ist. Stanislav Stankevich, Senior Applikation Engineer, erklärt: »Ursprünglich hatten wir vier verschiedene Vorrichtungen geplant, was allerdings die Wirtschaftlichkeit des Projekts gesprengt hätte. Daher haben wir uns ein innovatives, modulares Spannkonzept einfallen lassen – eine Kombinationsvorrichtung, die es uns erlaubt, alle sieben Gehäusetypen mit einer Vorrichtung aufzuspannen. « Dazu ist auf der Palette eine Matrix aufgezeichnet, die Spannpositionen für jedes Casing vorgibt. Hierbei werden stets die gleichen Nuten genutzt, aber unterschiedliche vertikale Standard- Spannelemente verwendet. Das erlaubt einem erfahrenen Bediener, die Vorrichtung relativ schnell umzurüsten.

Für einen effizienten Zerspanungsprozess waren weitere Eigenentwicklungen erforderlich. Stanislav Stankevich, der über großes Fachwissen im Bereich Casings verfügt, übernahm das Einfahren des Prozesses und der Werkzeuge sowie das Optimieren der Vorrichtung. Er berichtet: »Um auch in schwer zugänglichen Bereichen bohren und fräsen zu können, entwickelten unsere Fachleute extraschlanke Winkelköpfe, die durch eine spezielle Schnittstelle eine besonders hohe Steifigkeit aufweisen und der Schwerzerspanung genügen.« Selbstentwickelte und -geschliffene Hartmetalfräser tragen zu optimierter Zerspanungsleistung bei, und auch weitere Werkzeuge wie Tieflochbohrer und Rückwärtssenker stammen aus der Starrag-eigenen Ideenschmiede.

Am Ende des Fertigungsprozesses wird jedes Teil vorschriftsmäßig mit einer Seriennummer markiert. Es werden Bolzen, Stifte, Nutensteine und zugelieferte Komponenten montiert. Dann wird das Shipset in eine Mehrwegverpackung platziert, in der bereits die Rohlinge geliefert wurden. In dieser geht das Casing-Set in die USA, wo die Turbine fertig montiert und getestet wird.