1REPORTAGE - ALSTOM SCHWEIZ AG

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

Experten der Erowa AG haben für das im Kraftwerksbe-reich tätige Unternehmen Alstom Schweiz AG Aufspann-mittel für den automatisierten Schleifprozess von Turbi-nenschaufeln kundenspezifisch ausgelegt und damit denFertigungsprozess optimiert.

Wer von Zürich Richtung Bern auf der A1 unterwegs ist, wird in Höhe Aus fahrt 52 auf der rechten Seite unweigerlich das Firmenlogo von Alstom an einer Fabrik halle ausmachen, dominant und prägend für die Region – nur wenige Kilometer von die ser 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 Stromerzeu gung, Energieübertragung und Schienenin frastruktur spezialisierten Konzerns grosse Bedeutung. Immerhin, so sagt man, soll jede vierte Glühbirne weltweit ihren Strom von einer Alstom-Turbine beziehen.

Heisse KomponentenIn Birr fertigen zir ka 1‘500 Mitarbeiter vorwiegend strategisch wichtige und komplexe Produkte für den Kraftwerksbereich, speziell auch für Gas turbinen. Zudem befinden sich an diesem Standort Forschungs- und Entwicklungs einrichtungen, ein Testcenter, Schulungs einrichtungen für die Inbetriebnahme von

Der Tannenbaumfuss gibt Orientierung

Turbinen sowie Wiederaufbereitungsmög lichkeiten für Kom-ponenten und Systeme dieser Anlagentechnik. Seit 2009 ist auch „Manufacturing Engineer“ David Feurer bei Alstom tätig und beschäftigt sich mit der Auslegung von Fertigungsprozes-sen für Heissgaskomponenten speziell von Turbi nenschaufeln. „Diese Teile sind in der Her stellung sehr komplex. Die Wirt-schaftlichkeit steht hier oft auf Messers Schneide, weil die Materialien besonders sind. Wir bekommen das Rohmaterial als Guss und geben es wei ter als geschliffenes Teil. Der ge-samte Ent wicklungsprozess, eingeschlossen die not wendigen qualitätssichernden Maßnahmen wie auch das Gewährleisten der Wirtschaft lichkeit, unterliegen dem Bereich Manufac turing Engineering.

In der Abteilung „Schaufelproduktion“, in der er für die ge-samten Schleifprozesse zuständig ist, arbeiten etwa 120 Ange-stellte ein umfangreiches Bauteilsortiment ab. „Wir stellen pro Jahr mehrere tausend Bauteile her, vom Abguss bis zum Fertig-teil, also bis zur Montage am Kraftwerksstandort. Wir haben knallharte Qualitätsvorgaben, die uns zwingen, die Maßhaltig-keit nicht nur inner halb der Toleranz zu gewährleisten, sondern auch innerhalb eines Bereiches der Toleranz. Das ist ähnlich wie in der Flugzeugturbinen-Industrie,“ so sein Statement.

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Am Anfang wird geschliffenDie Teile werden als Rohguss aus externen Giesse reien angelie-fert. Das Schleifen ist das erste Glied der Prozesskette im Werk Birr, um den Turbinenschaufeln ihre Form zu ge ben, und liegt deshalb in den Händen des Fertigungstechnologen: „Unsere Maschi nen, mit denen wir heute produzieren, sind individuell auf unsere Fertigung ausgelegte, vollautomatisierte Schleif-zellen inklusive Messmaschinen und einem vollautomati schen Werkzeug- und Korrekturkreislauf, die es so nirgends gibt.“

Die Vergangenheit habe aber gezeigt, so die Einschätzung von Feurer, dass nur mit einwandfreien Auf spannkonzepten ein für alle Seiten befrie digendes Ergebnis in diesem hochautoma-

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

Spanntechnisches Know-how überzeug te„Wichtig für uns war, dass der Lieferant unser Anliegen bezüg-lich der erforderlichen Präzision für diese spezielle Maschine ver steht, dass wir die Lösung gemeinsam aus arbeiten und unsere benötigte Genauigkeit prozesssicher erhalten“, stellt David Feu rer 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 Frei-heitsgraden und mit einer Maßhaltig keit von plus/minus fünf Mikrometer.

Nur so können wir im Schleifprozess die Basis für die exakte Lage der Schaufel in der Tur bine sicherstellen.“ Die Schaufel-fläche selbst wird nicht mehr bearbeitet, die bleibt Guss- ober-fläche und erhält später eine metallische oder keramische Be-schichtung. 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 Jahr zehnte täglich bewähren. „Auf unseren Maschinen sind bereits von Anfang

Die von Erowa entwickelte Aufspannvorrichtung spannt die Turbinenschaufel am Tannenbaumfuss.

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

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an UPC-Werkstück-Palettiersysteme von Erowa als hochge-naue Schnittstelle zwi schen der Maschine und dem Werkstück installiert. Die Aufspannvorrichtungen für die Werkstücke wurden jedoch meist selbst hergestellt. Im Rahmen unserer Prozessop timierung haben wir uns dann entschlossen, auch auf das Know-how von Erowa für sol che kundenspezifische Auf-spannvorrichtungen zurückzugreifen“, hebt Feurer hervor. Und das was Stefan Ott, er verantwortet bei Erowa den Produktbe-reich „Fixturing Technology“, mit seinem Team innerhalb von zwei Monaten entwickelt und gebaut hat, überzeugte den Fertigungsfach mann bei Alstom.

Die neu konzipierte Aufspannlösung nutzt den im ersten Set erzeugten Tannen baumfuss, um der Schaufel die notwendige Orientierung formschlüssig für den zwei ten Bearbeitungsdurch-lauf 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 auf tretenden Bearbeitungskräfte.

Die Heraus forderung in Sachen Genauigkeit bestand darin, dass bei diesen großen Ausladungen das Teil wirklich winkelge-nau aufgenom men wird.“ Das Teil selbst wird von Hand in die auf einer UPC-Palette positionierten Vorrich tung am Rüstplatz eingelegt und mit einem Drehmomentschlüssel nach Anwei-sung ge spannt. Danach erfolgt das Einschleusen der Palette in den automatisch ablaufenden Fer tigungsprozess, der die Operationen Schlei fen, Vermessen und Waschen beinhaltet.Für David Feurer hat sich die Zusam menarbeit mit Erowa gelohnt.

„Mit Be stimmtheit kann ich sagen, dass Schaufel-Sets, die wir mit diesem Aufspannsystem bearbeitet haben, primär quali-

Projektpartner: David Feurer und Stefan Ott.

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

Für Stefan Ott war es nicht das erste Pro jekt in Sachen kun-denspezifische Aufspann lösung, 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 er zielten Ergebnisse machen ihn optimistisch, das neue Dienstleistungsangebot von Erowa, von der Beratung über das Engineering, die Ferti-gung bis hin zur Auslieferung geteste ter und betriebsbereiter Aufspannvorrich tungen, noch stärker am Markt platzieren zu können.

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