Manufacturing blisk rotors

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aerospace

Un rotor de disque aubagé fabriqué en un seul serrage

Des disques aubagés et des turbines usinés de manière complète, rapide et sécurisée, le tout en une seule opération, permettant de gagner du temps et de réduire les coûts. Avec le modèle à cinq axes Starrag NB 151 spécialement conçu pour ce type d’usinage, les utilisateurs du secteur de l’aérospatiale et de l’énergie peuvent profiter pleinement de ces avantages.

Avec la série NB, Starrag développe des centres d’usinage à cinq axes spécialement conçus pour la fabrication de disques aubagés et de turbines en titane, en alliages à base de nickel et en acier spécial pour aube pour les turbines à gaz stationnaires. Outre les plus grandes versions que sont le Starrag NB 351 et le NB 251, le fabricant de machinesoutils propose également depuis début 2019 une plus petite version, le NB 151, qui convient aux pièces à usiner possédant un diamètre maximum de 600 mm, une longueur maximum de 290 mm et un poids maximum de 300 kg. Des cycles de production plus courts, des coûts d’outillage réduits, moins de rebuts : des exemples parmi tant d’autres de ce que peuvent attendre les utilisateurs du nouveau Starrag NB 151. Tout comme les plus grandes versions de ces centres d’usinage à cinq axes, celui-ci est adapté à toutes les étapes de fabrication nécessaires lors de l’usinage de disques aubagés et de turbines : de l’ébauchage à partir du bloc à la finition hautement dynamique de surfaces d’écoulement au point de contact, en passant par l’usinage adaptatif de disques aubagés soudés par friction.

Ces performances s’expliquent par une structure de base qui a déjà fait ses preuves dans les petits centres d’usinage horizontaux Heckert et dans le centre d’usinage d’aubes Starrag LX 051. Le banc en fonte minérale garantit de bonnes propriétés d’amortissement et une rigidité élevée. Le design est compact et l’outil a été travaillé afin de rester facilement accessible pour les broches et autres dispositifs. La broche Starrag de qualité supérieure garantit des taux d’enlèvement élevés.

NB 151

Des axes circulaires spéciaux, développés par Starrag et produits en Suisse

Parmi les points forts du Starrag NB 151, on note surtout les deux axes circulaires qui ont été spécialement développés sur le site de Rorschacherberg pour l’usinage des disques aubagés et qui sont fabriqués intégralement en Suisse. En termes de performances, ils ont été optimisés pour des applications à aubes multiples, sans aucun compromis : la disposition choisie des axes circulaires garantit que les mouvements de compensation des axes linéaires sont réduits au minimum.

Une bonne accessibilité au composant: un facteur-clé pour que l'usinage des disques aubagés soit réussi. Le grand angle de 280 degrés de l’axe B y contribue tout autant que la conception très compacte de l’axe A. D’un côté, son contour gênant optimisé empêche toute collision avec la broche et, de l’autre, il permet l’utilisation d’outils courts. La stabilité de découpe qui en résulte garantit des temps d’ébauchage aussi courts que possible et des surfaces parfaites lors de la finition.

Markus Ess, directeur du département de développement

« Grâce au NB 151, nous pouvons offrir des prestations adaptées pour l’usinage de disques aubagés et de turbines qui convainquent par leurs performances globales inégalées. »

La rigidité du NB 151 et ses excellentes propriétés d’amortissement permettent d’obtenir des valeurs de coupe plus élevées tout en réduisant l’usure de l’outil.

Des solutions d’usinage toutes fournies par Starrag

Désormais, la société Starrag est non seulement connue pour vendre des machines de haute qualité, mais également pour offrir à ses clients des solutions d’usinage complètes pour leurs composants. Le modèle NB 151 ne fait pas exception. Ce centre d’usinage de disques aubagés s’intègre parfaitement au package complet offert par Starrag, lequel couvre l’ensemble de la chaîne de processus, de la programmation jusqu’à la technologie, au logiciel, à l’outil et à la machine. Markus Ess, directeur du département de développement, explique : « Grâce au NB 151, nous pouvons offrir des prestations adaptées pour l’usinage de disques aubagés et de turbines qui convainquent par leurs performances globales inégalées. »

Les processus de fabrication peuvent ainsi être améliorés sur de nombreux points, par exemple en termes de productivité. La rigidité du NB 151 et ses excellentes propriétés d’amortissement permettent d’obtenir des valeurs de coupe plus élevées tout en réduisant l’usure de l’outil. La dynamique élevée de la machine, résultant entre autres des masses déplacées relativement petites, contribue également à minimiser les temps d’usinage. Les capteurs et systèmes intégrés contribuent grandement à la sécurité des processus. Markus Ess précise : « Les broches et autres éléments de machine sont contrôlés en permanence pour ce qui est des vibrations, des déformations et des variations de température. Des processus de compensation automatisés adéquats garantissent la précision de la machine. »

Chaque modèle Starrag NB 151 est en outre équipé par défaut d’un dispositif de mesure qui, en combinaison avec le logiciel spécial Starrag, permet un usinage adaptatif du disque aubagé. Cela signifie que chaque pale d’aube est mesurée de manière automatisée sur la pièce brute, qu’une géométrie de pale individuelle est créée, et que le programme de NC correspondant est généré et réalisé sur la machine. On obtient ainsi des transitions parfaites entre les aubes soudées par friction et le rotor.