Inconel 718 je slitinou na bázi niklu, která odolává extrémním teplotám a rozdílům tlaku – ideální pro použití v letectví a kosmonautice. Její obrábění však klade vysoké nároky na stroje, nástroje a chladicí a mazací kapaliny (KSS). Aby byl posledně jmenovaný vždy čistý, temperovaný a k dispozici ve správném množství, zvolil přední německý výrobce motorů MTU Aero Engines centrální zařízení na čištění KSS a likvidaci třísek (ZKSS) od společnosti KNOLL.
MTU – tyto tři písmena představují v letectví technologii nejvyšší třídy. Společnost se sídlem v Mnichově se specializuje na vývoj, výrobu a údržbu civilních a vojenských motorů všech výkonových a tahových tříd. Mnichovský závod není pouze sídlem správy, ale také důležitým výrobním místem.
Zde se mimo jiné vyrábějí komponenty pro ekologicky efektivní převodové ventilátorové motory od společnosti Pratt & Whitney, které oproti konvenčním pohonům šetří přibližně 25 procent paliva.
Tyto motory jsou velmi žádané, a proto MTU počítá s rostoucím objemem výroby. Tato prognóza byla také rozhodující pro výstavbu vícepatrové výrobní budovy, v jejímž přízemí budou od začátku roku 2024 převážně automatizovaně obráběny a frézovány nízkotlaké turbínové disky.
„Aby byla v této nové výrobě zajištěna maximální procesní bezpečnost, je mimo jiné nezbytné spolehlivé zásobování čistým, přesně temperovaným KSS,“ zdůrazňuje odpovědný vedoucí dílny Zeljko Leovac. „To lze ekonomicky realizovat pouze s centrálním KSS zařízením. Kdyby každé zařízení mělo vlastní KSS zařízení, bylo by potřeba prostoru v hale příliš velké.“
Již pozitivní zkušenosti se centrálními zařízeními získány.
Že zakázka na takovou ZKSS zařízení byla udělena společnosti KNOLL Maschinenbau, Bad Saulgau, má několik důvodů. Christina Braun, která byla zodpovědná za pořízení ZKSS a obráběcích strojů pro výrobu nízkotlakých turbínových disků a dnes je jejich projektovou vedoucí, uvádí: „Už 40 let úspěšně spolupracujeme se systémy KNOLL na čištění KSS emulze, nejprve výhradně s decentralizovanými řešeními.
„Už několik let máme také dvě velké centrální zařízení KNOLL nainstalované v našich halách na zpracování titanu a jsme s nimi velmi spokojeni.“
V nové výrobní hale se zpracovává výhradně Inconel 718. „Tyto třísky jsme chtěli získat zpět v čisté kvalitě a předat je k recyklaci,“ vysvětluje Christina Braun důležitý požadavek, který KNOLL splnil stejně jako požadavky na technickou dostupnost minimálně 99 procent, na nepřetržitou redundanci a nízké nároky na údržbu, udržitelnost a minimální prostorové nároky.
Zařízení KNOLL je umístěno v samostatné přístavbě haly, aby v oblasti výroby zůstalo co nejtišeji. „To se již osvědčilo u stávajících zařízení ZKSS,“ argumentuje projektová manažerka Braun. Na ploše přibližně 190 m2 se nyní nachází 40 m3 velká nádrž na špinavou vodu se škrabkovým dopravníkem a také stejně velký zásobník, pokud jsou naplánovány velké údržbové práce. Kromě čerpadel, filtrů a dalších komponentů je zde také automatizovaná stanice pro kontejnery na třísky.
KNOLL komponenty na obráběcích strojích
Ale služba KNOLL začíná již v výrobní hale. Přesněji řečeno, na soustružnických a frézovacích centrech, které jednotliví výrobci strojů vybavili stanicemi pro zvýšení tlaku KNOLL – pro efektivní vnitřní přívod chladicí kapaliny (IKZ) do nástrojů.
Kromě toho jsou stroje vybaveny zpětnými čerpacími stanicemi včetně drtičů třísek pro transport chladicího média a třísek do centrálního zařízení. Lothar Schmid, odpovědný za tento projekt ve společnosti KNOLL, uvádí:
„Použité drtiče jsme speciálně navrhli pro abrazivní třísky Inconel a testovali jsme je s originálními třískami.“
Při navrhování zpětných čerpacích stanic bral projektový tým v úvahu jak výšku čerpání až pod strop haly, tak i množství směsi KSS třísek.
Připraveno na budoucnost
Nový výrobní systém MTU bude vybaven ve dvou fázích, přičemž celkem bude mít osm soustruhů a sedm frézovacích center, včetně plně automatizovaného zakládání dílů a nástrojů. V současné první fázi je k dispozici pouze polovina kapacity. Druhá fáze by měla být dlouhodobě realizována do roku 2036.
Centrální KSS zařízení je již navrženo pro konečnou fázi výstavby, s objemem nádrže přibližně 40 m3 a maximálním objemovým průtokem 3.300 l/min. Kromě toho je nainstalována druhá, stejně velká nádrž, ve které může být pro velké údržbové práce kompletní množství KSS dočasně uloženo.
Požadovaná nominální filtrační jemnost 25 µm je dosažena ve třech fázích: Nejprve probíhá v nádrži na znečištěnou vodu sedimentace. Poté prochází KSS přes čerpadlovou stanici třemi bubnovými štěrbinovými filtry s štěrbinou 0,2 mm a nakonec dvěma zpětnými filtry, které zajišťují hlavní filtrační kvalitu 25 µm.
Rozsáhlé speciální vybavení
Aby byla dlouhodobě zajištěna vysoká kvalita KSS a obráběných dílů, jsou potřebné další komponenty. Například je nainstalován vakuový filtr KNOLL VL1000 s filtrem o velikosti 20 µm, který čistí proplachované médium. Také v zájmu údržby lázně pracuje odstředivý separátor v bypassu. Zabraňuje hromadění nejjemnějších částic v KSS. Následný magnetický separátor navíc odstraňuje z KSS oděrky potrubí, které způsobují abrazivní třísky Inconel. Dále je k dispozici separátor cizího oleje, který odstraňuje nežádoucí složky maziv.
Dobrá péče se vyplácí.
K údržbě emulze KSS nepatří pouze filtrace, ale také složení musí přesně odpovídat. Proto je nezbytné jednou týdně odebrat vzorek a nechat ho analyzovat v laboratoři. „Jednou pro celý výrobní systém,“ zdůrazňuje Zeljko Leovac. „U decentralizovaných KSS systémů je nutné odebrat vzorek na každém stroji a případně provést úpravy. Centrální zařízení v tomto ohledu šetří mnoho údržbových nákladů.“
Doplňování KSS zařízení probíhá automatizovaně. Přitom se buď přidává městská voda nebo deionizovaná voda s přimíchaným KSS koncentrátem. Také další aditiva jako fungicidy a antifoamy lze automaticky přidávat, aby KSS zůstal stabilní. Podle výrobního experta Zeljka Leovace je to nesmírně důležité, abychom „mohli zaručit stálou vysokou kvalitu dílů.“
Kontejnerová stanice pro likvidaci třísek
Jak bylo uvedeno na začátku, při obrábění nízkotlakých turbínových disků vzniká velké množství třísek. V případě čistého Inconelu to není odpad, ale cenná surovina. Proto MTU spolupracuje s recyklačním podnikem, který třísky přebírá, přetavuje a znovu poskytuje jako surovinu.
Úkolem plánovačů zařízení KNOLL bylo také zajistit, aby třísky oddělené z KSS byly automatizovaně plněny do speciálních nádob dodaných MTU. Protože objem jedné nádoby nestačí na 40 hodin bezobslužného víkendového provozu, musela být realizována kontejnerová stanice, kde mohou být automaticky plněny a uskladňovány více nádob.
Automatizace
„Zde nám pomohly zkušenosti z předchozích projektů,“ zmiňuje Gerhard Fink, odpovědný oblastní prodejce společnosti KNOLL. „Také obě další centrální zařízení u MTU jsme vybavili podobnou stanicí, kterou jsme zde dále zdokonalili a přizpůsobili aktuálním podmínkám.“ Zvlášť náročné bylo učinit stanici pro úkoly a odběr pro vysokozdvižný vozík dobře přístupnou a dodržet bezpečnostní vzdálenosti v těsných prostorových podmínkách.
Výhodou bylo, že se plánovací tým mohl opřít o know-how automatizačního oddělení KNOLL, které se specializuje na dopravní systémy. Odpovídající realizované řešení je založeno na dopravním systému vyvinutém KNOLL, který nabízí místo pro až sedm kontejnerů (bufferová dráha pro tři plné a tři prázdné nádoby a jedno místo ve stanici plnění).
Partnerství na úrovni očí
Od návrhu až po montáž centrálního KSS zařízení a kontejnerové stanice – spolupráce KNOLL a MTU byla charakterizována velkým vzájemným nasazením. Na tom se shodují všichni zúčastnění. „KNOLL se vždy znovu přizpůsoboval našim přáním,“ potvrzuje Christina Braun. Lothar Schmid zdůrazňuje, že MTU velmi rychle udělila všechna potřebná povolení a poskytla nezbytné prostředky k rychlé realizaci dohodnutých řešení. Zeljko Leovac se obzvlášť těší na rok bez poruch v zásobování KSS: „Od plnění zařízení funguje bez problémů. To si velmi ceníme.“
Kontakt:
