Inconel 718 je zlitina na osnovi niklja, ki prenese ekstremne temperature in razlike v tlaku – idealna za uporabo v letalstvu in vesolju. Vendar pa njena obdelava postavlja visoke zahteve pred stroje, orodja in hladilno mazalne tekočine (KSS). Da bi bila slednja vedno čista, temperirana in na voljo v pravi količini, se je vodilni nemški proizvajalec motorjev MTU Aero Engines odločil za centralno napravo za čiščenje KSS in odlaganje chipsov (ZKSS) podjetja KNOLL.
MTU – te tri črke v letalstvu predstavljajo tehnologijo najvišje kakovosti. Podjetje s sedežem v Münchnu se specializira za razvoj, proizvodnjo in vzdrževanje civilnih in vojaških motorjev vseh razredov potiska in moči. Münchensko tovarno ni le upravni sedež, temveč tudi pomembna proizvodna lokacija.
Tukaj se med drugim proizvajajo komponente za ekološko učinkovite turbine ventilatorjev Pratt & Whitney, ki prihranjajo približno 25 odstotkov goriva v primerjavi s konvencionalnimi pogoni.
Ti motorji so zelo iskani, zato MTU pričakuje naraščajoče proizvodne količine. To je bila napoved, ki je bila odločilna tudi za gradnjo nove večnadstropne proizvodne stavbe, v kateri bodo v pritličju od začetka leta 2024 večinoma avtomatizirano obdelovali nizkotlačne turbinske diske.
„Da bi v tej novi proizvodnji dosegli maksimalno procesno varnost, je med drugim zanesljivo oskrbovanje s čistim, natančno temperiranim KSS nujno,“ poudarja odgovorni vodja delavnice Zeljko Leovac. „To je ekonomsko izvedljivo le s centralno KSS napravo. Če bi imela vsaka naprava svojo KSS napravo, bi bila potreba po prostoru v hali prevelika.“
Že pozitivne izkušnje s centralnimi napravami.
Da je naročilo za tovrstno ZKSS-napravo šlo podjetju KNOLL Maschinenbau, Bad Saulgau, je več razlogov. Christina Braun, ki je bila odgovorna za nabavo ZKSS in obdelovalnih strojev za proizvodnjo nizkotlačnih turbinskih diskov in je danes njihova projektna vodja, poroča: „Že 40 let uspešno delamo s KNOLL-sistemi za čiščenje KSS-emulzije, sprva izključno z decentraliziranimi rešitvami.
Že nekaj let imamo v naših obratih za obdelavo titana nameščeni tudi dve veliki centralni napravi KNOLL in smo z njimi zelo zadovoljni.
V novi proizvodni hali se izključno obdeluje Inconel 718. „Te chips smo želeli ločeno pridobiti in jih poslati v reciklažo,“ pojasnjuje Christina Braun pomembno zahtevo, ki jo je KNOLL lahko izpolnil, prav tako kot zahteve po tehnični razpoložljivosti najmanj 99 odstotkov, po stalni redundanci in nizkih stroških vzdrževanja, trajnosti ter minimalnih potrebah po prostoru.
KNOLL naprava je nameščena v ločenem prizidku dvorane, da bi v proizvodnem območju ostalo čim bolj tiho. "To se je že izkazalo pri obstoječih ZKSS napravah," trdi vodja projekta Braun. Na približno 190 m2 se zdaj nahajajo 40 m3 velik rezervoar za umazano vodo s trakom za prenašanje ter prav tako velik rezervoar za shranjevanje, ko so potrebni obsežni vzdrževalni ukrepi. Poleg črpalk, filtrov in drugih komponent je tam tudi avtomatizirana postaja za zbiranje chipsov.
KNOLL-komponente na obdelovalnih strojih
Toda KNOLL-ova storitev se začne že v proizvodni dvorani. Natančneje, pri stružnih in frezarskih centrih, ki so jih posamezni proizvajalci strojev opremili s KNOLL-ovimi postajami za povečanje tlaka – za učinkovito notranjo oskrbo orodij s hladilno tekočino (IKZ).
Poleg tega so stroji opremljeni z vračalnimi črpalkami, vključno z drobilniki ostružkov za transport KSS in ostružkov do centralne enote. Lothar Schmid, odgovoren za ta projekt pri KNOLL, omenja:
„Uporabljeni drobilniki so bili posebej zasnovani za abrazivne Inconel-čipe in testirani z originalnimi čipi.“
Pri oblikovanju povratnih črpališč je projektna ekipa upoštevala tako višino črpanja do pod strop dvorane kot tudi količino mešanice KSS-žagovine.
Pripravljeni na prihodnost
Nov proizvodni sistem MTU bo opremljen v dveh fazah z osmimi stružnimi in sedmimi frezalnimi centri ter popolnoma avtomatiziranim nastavljanjem komponent in orodij. V trenutni prvi fazi je na voljo le polovica zmogljivosti. Druga faza naj bi bila dolgoročno realizirana do leta 2036.
Osrednji KSS sistem je že zasnovan za končno fazo gradnje, s prostornino rezervoarja približno 40 m3 in največjim pretokom 3.300 l/min. Poleg tega je nameščen še drugi, prav tako velik rezervoar, v katerem se lahko za obsežne vzdrževalne postopke začasno shranjuje celotna količina KSS.
Zahtevana nominalna filtracijska finost 25 µm se doseže v treh stopnjah: Najprej pride do sedimentacije v rezervoarju za odpadno vodo. Preko črpalne naprave KSS nato prehaja skozi tri bobnaste filtre s širino reže 0,2 mm in na koncu skozi dva povratna filtra, ki zagotavljata glavno filtracijsko kakovost 25 µm.
Obsežna posebna oprema
Za dolgoročno zagotavljanje visoke kakovosti KSS in obdelanih komponent so potrebne dodatne komponente. Tako je na primer nameščen KNOLL vakuumski filter VL1000 z 20 µm filtrirnim materialom, ki čisti povratno sredstvo. Prav tako v smislu vzdrževanja kopeli deluje centrifugalni separator, ki deluje v obvozu. Ta preprečuje, da bi se najfinejši delci kopičili v KSS. Dodatno, magnetni separator, ki sledi, odstranjuje odrezke iz cevi, ki jih povzročajo abrazivni Inconel-odrezki. Prav tako je prisoten separator tujih olj, ki odstranjuje nezaželene sestavine maziv.
Dobra nega se obrestuje.
Za vzdrževanje emulzije KSS ne gre le za filtracijo, temveč mora biti tudi sestava natančno prilagojena. Zato je nujno, da enkrat na teden vzamemo vzorec in ga preučimo v laboratoriju. „Enkrat za celoten proizvodni sistem,“ poudarja Zeljko Leovac. „Pri decentraliziranih KSS sistemih je treba na vsakem stroju vzeti vzorec in po potrebi prilagoditi. Centralna naprava pri tem prihrani veliko vzdrževalnega dela.“
Dopolnitev KSS sistema poteka avtomatizirano. Pri tem se ali doda mestna voda ali VE-voda z mešanim KSS koncentratom. Tudi druge aditive, kot so fungicidi in penilci, je mogoče avtomatsko dodati, da KSS ostane stabilen. Po mnenju strokovnjaka za proizvodnjo Zeljka Leovca je to izjemno pomembno, da „zagotovimo dosledno visoko kakovost komponent.“
Kontejnerska postaja za odlaganje ostružkov
Kot je bilo na začetku opisano, pri obdelavi nizkotlačnih turbin pade velika količina ostružkov. V primeru čistega Inconela to ni odpadek, temveč dragocena surovina. Zato MTU sodeluje z reciklažnim podjetjem, ki prevzema ostružke, jih pretopi in jih ponovno zagotovi kot surovino.
Naloge načrtovalcev naprav KNOLL so vključevale tudi skrb, da se ostružki, ki jih iz KSS ločimo, avtomatizirano napolnijo v posebne posode, ki jih zagotavlja MTU. Ker volumen posode ni zadosten za 40 ur brezposelnega delovanja ob koncih tedna, je bilo treba realizirati kontejnersko postajo, v kateri se lahko več posod avtomatsko napolni in zadrži.
Avtomatizacija
„Pri tem so nam koristile izkušnje iz prejšnjih projektov,“ omeni Gerhard Fink, odgovorni regionalni prodajni vodja pri KNOLL. „Tudi dve drugi centralni napravi pri MTU smo opremili s podobno postajo, ki smo jo tukaj dodatno izpopolnili in prilagodili trenutnim razmeram.“ Še posebej zahtevno je bilo, da je bilo treba pri omejenih prostornih razmerah dostop do nalagalne in prevzemne postaje za viličarja dobro omogočiti in upoštevati varnostne razdalje.
Prednost je bila, da se je načrtovalna ekipa lahko zanesla tudi na znanje oddelka za avtomatizacijo KNOLL, ki je specializiran za transportne sisteme. Uresničena rešitev temelji na sistemu transportnih valjev, ki ga je razvila KNOLL, ki nudi prostor za do sedem kontejnerjev (zadrževalna pot za tri polne in tri prazne posode ter prostor v napolnilni postaji).
Partnerstvo na enaki ravni
Od zasnove do montaže centralnega KSS sistema in kontejnerske postaje – sodelovanje med KNOLL in MTU je bilo zaznamovano z velikim obojestranskim angažmajem. Vsi udeleženci se strinjajo. „KNOLL je vedno znova upošteval naše želje,“ potrjuje Christina Braun. Lothar Schmid poudarja, da je MTU zelo hitro odobrila vse potrebne odobritve in zagotovila potrebna sredstva za hitro uresničitev dogovorjenih rešitev. Zeljko Leovac se še posebej veseli enega leta brez motenj pri oskrbi KSS: „Od napolnjenja sistem deluje brez težav. To zelo cenimo.“
Kontakt:
