Im Zuge des dramatischen Zieleinlaufs mit einem ersten und zweiten Platz für Dario Franchitti und Scott Dixon beim Indianapolis-500-Meilen-Rennen 2012 kündigte Chip Ganassi Racing Teams (CGRT) eine mehrjährige Verlängerung ihrer Partnerschaft für Bearbeitungstechnologie mit Kennametal an.
«Wir sind seit 23 Jahren im Geschäft und während mehr als 19 davon war Kennametal unser Partner», sagte Chip Ganassi, Inhaber von Chip Ganassi Racing Teams. «Wir sind eine zu 100 Prozent mit Kennametal-Werkzeugen ausgestattete Werkstatt, und ihr Logo befindet sich auf jedem unserer Autos, bei allen unserer Teams und in allen Rennserien. Aber was die Partnerschaft tatsächlich noch wertvoller für das Rennteam macht, das ist, wie ihr Know-how uns hilft zu funktionieren, selbst noch am Tag des Rennens. Sie bieten uns viele Lösungen für unsere unterschiedlichen mechanischen Herausforderungen. Es ist toll, wenn man einen Partner hat, der das kann.»
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| Der Target Chip Ganassi Racing-Montagebereich |
Die richtigen Leute, die richtige Ausrüstung, die richtigen Werkzeuge
Die Target Ganassi-Fertigungsstätte in Indianapolis ist mit vier CNC-Maschinen ausgestattet (zwei Multi-Achs-Bearbeitungszentren und zwei CNC-Drehmaschinen, eine mit angetriebenen Werkzeugen und Gegenspindel), die vielfältige Aufgaben erledigen. «Neunundneunzig Prozent unserer notwendigen Metallbearbeitung wird hier intern erledigt», sagt John Huffman, Fertigungsleiter in seiner 14. Saison mit dem Team. Er hebt eine Stahl-Tripod-Abdeckung hervor, die früher als Fabrikteil eingekauft wurde und jetzt im Haus aus Titan mit zusätzlicher Festigkeit bei reduziertem Gewicht selbst hergestellt wird. «Aufgrund unserer Werkzeuge und Maschinen ist es tatsächlich billiger, Titanteile intern selbst herzustellen, als vorgefertigte Stahlteile zu kaufen», sagt er.
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| Herstellung von Titanteilen |
Die Teilefertigung in der Ganassi Indy-Produktionsstätte umfasst geringe Stückzahlen, erfordert eine hohe Vielfalt und findet unter Zeitdruck statt, oder «unterschiedliche Teile und immer in Eile», wie Huffman es ausdrückt. Sein Team verweist einfach auf die verschiedenen Kennametal-Werkzeuge, die Vorteile im Verfahren bieten, wie PCB-Werkzeuge für Hartdrehen, was zu hochpräzisen Oberflächen führt, die das Schleifen überflüssig machen, oder der neue fünfreihige HARVI IITM Vollhartmetall-Schaftfräser zum Schruppen und Schlichten von Titan. «Unsere Ingenieure sind zuversichtlich, noch mehr komplizierte Teile mit hoher Genauigkeit und Oberflächengüte zu spezifizieren, weil sie wissen, dass wir diese Anforderungen intern erfüllen können», sagt Huffman.
Kennametal hat seine 19-jährige Partnerschaft mit CGRT erweitert, indem der Ganassi Indy-Fertigungsabteilung die vorteilhafte Präzisionsoberflächen-Technologie von Kennametal Extrude Honez zur Verfügung gestellt wurde. Veredelungsverfahren wie das Druckfliessläppen (Abrasive Flow Machining = AFM) haben sich von reinen Entgrat-Funktionen hin zu Polieren und Verrunden innerhalb sehr enger Toleranzen entwickelt. Wenn Sie nun noch neue Entwicklungen bei den Maschinensteuerungen, abrasiven Medien und Durchfluss-Kalibrierung hinzufügen, werden die Ergebnisse noch viel genauer.
Entscheidende Anforderungen
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| Fortschrittliche Oberflächenbearbeitung verbessert die Leistung vieler Indy-Fahrzeug-Komponenten |
Bohrlöcher, einschließlich Bohrungsverschneidungen, erfordern bei vielen High-Performance-Anwendungen noch weitere Verbesserungen der Oberfläche, in der Regel durch Polieren, um die geforderten Toleranzen zu erreichen. Jede Oberflächenbeeinträchtigung wie zum Beispiel Mikrorisse an den Oberflächen, die durch konventionelle oder nicht-konventionelle Bearbeitungsverfahren entstehen, erhöhen das Risiko für verminderte Leistung oder Versagen. Um dieses Risiko zu vermeiden, berücksichtigen Ingenieure Oberflächenveredelung durch das AFM-Verfahren in vielen konstruierten Bauteilen, insbesondere wenn laminare Strömung, Grenzschicht-Turbulenzen, Druckeigenspannungen und Kantenbearbeitung wichtige Faktoren sind. Auch in unzugänglichen Bereichen sind Verbesserungen der Oberflächengüte von ursprünglich 3 μm auf 0,4 μm oder besser möglich.
AFM-Maschinen können als Stand alone-Stationen betrieben werden oder integriert in Produktionssystemen. Typischerweise wird ein Teil in einer geschlossenen Werkstückvorrichtung zwischen zwei gegenüberliegenden Medium-Zylindern positioniert, wobei die Maschine das Schleifmedium von einem Zylinder zum anderen extrudiert. Das Bearbeitsergebnis am Bauteil wird massgeblich durch die Einflussgrössen des AFM-Prozesses wie Viskosität, Schleifkorngrösse und die Fliessgeschwindigkeit des abrasiven Mediums bestimmt. Beim Hindurchdrücken des Schleifmediums durch eine engbegrenzte Passage steigt seine Viskosität wodurch die Schleifkörner in ihrer Position festgehalten werden. Das Medium schleift nur in diesem besonderen Zustand, so dass es, sobald es die enge Passage verlässt, die Viskosität wieder normal wird und der Metallabrieb ausgesetzt wird, um Gewinde und Dichtflächen zu schützen.
Weitere Forschung und Entwicklung im Bereich AFM bei Extrude Hone hat zu MicroFlow AFM geführt, wobei ein Medium mit niedrigerer Viskosität und kleinerer abrasiven Partikelgröße eine Oberflächenbearbeitung und Kantenverrundungen von Bohrungen bis zu 1,2 μm erlauben. Kraftstoffeinspritzlöcher in Einspritzdüsen können beispielsweise speziell definierte Kantenradien erhalten, wodurch der Kraftstoff-Mikrospray optimiert und eine bessere Motorleistung erzielt wird.
Huffman fügt hinzu, dass er, weil Titan – zusätzlich zu Aluminium und legierten Stählen – einen wachsenden Teil seiner Fertigungsaufträge darstellt, eine Reihe von leistungssteigernden Ideen aus dem auf die Luft- und Raumfahrt fokussierten «Innovationen»-Katalog von Kennametal sammelt; diese reichen von komplexen 3D-Formen bis hin zu Lösungen für Tieflochbohrern, die bis zu 30 x D reichen können. «Durch unsere Fähigkeit, Teile intern selbst zu produzieren, stellen wir sicher weiter zu wachsen in dem wir höchste Anforderungen an die Masstoleranzen und Oberflächengüte der Teile erfüllen können.»
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