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Stroemungsschleifen zur Nachbearbeitung von Kuehlluftbohrungen an Turbinenschaufeln im neugefertigten und betriebsbeanspruchten Zustand

IP.com Disclosure Number: IPCOM000010509D
Original Publication Date: 2003-Jan-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Jan-25
Document File: 2 page(s) / 1M

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Kuehlluftbohrungen an Turbinenschaufeln werden durch Laserbohrprozesse hergestellt. Dieser Fertigungsprozess erfordert eine manuelle Nacharbeit der Bohrungen zum Entgraten und Entfernen nicht fest anhaftender Abtragspartikel. Diese manuelle Nacharbeit fuehrt zu nicht reproduzierbaren Fertigungsergebnissen. Zudem ist die Zugaenglichkeit der Bohrungsoeffnungen in Schaufelinneren stark eingeschraenkt. Durch das Stroemungsschleifen ist es moeglich, innenliegende Konturen sowie Bohrungsuebergaenge schleiftechnisch zu bearbeiten. Bearbeiten bedeutet in diesem Fall das Entgraten und Verrunden der Bohrungsein- und -ausgaenge sowie eine Oberflaechenpolitur der Innenkontur. Das Schleifwerkzeug besteht aus einem verformungsfaehigen Polymer, in welchem die Schleifkoerner „weich“ gebunden sind. Dieses Werkzeug wird an der zu bearbeitenden Kontur unter Druck und Wirkgeschwindigkeit vorbeigefuehrt und trennt das Material ab. Dieser Fertigungsprozess erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf, in dem das Werkzeug oszillierend am Werkstueck vorbeigefuehrt wird. Durch den Prozess kommt es, soweit bis heute nachgewiesen, nicht zu einer thermischen Beeinflussung der Randzone. Eine beiliegende Skizze erlaeutert den Fertigungsprozess (siehe Abbildung 3). Erst durch das Stroemungsschleifen ist eine reproduzierbare und automatisierte Kantenverrundung/Entgratung an Bohrungsein- und -ausgaengen moeglich. Zudem wird ein oberflaechlicher Materialabtrag an den Bohrungsseitenwaenden erzielt. Dieser kann einerseits dazu genutzt werden, um durch den Laser thermisch geschaedigte Layer abzutrennen/einzuebnen oder im Refurbishment-Prozess Ablagerungen, die durch den Betrieb entstanden sind, zu entfernen. Beispielhafte Darstellungen der Wirkungsweise des Verfahrens sind in rasterelektronischen Bildern (Abbildungen 1 & 2) dargestellt.

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Stroemungsschleifen zur Nachbearbeitung von Kuehlluftbohrungen an Turbinenschaufeln im neugefertigten und betriebsbeanspruchten Zustand

Idea: Nikolai-Alexander Daus, DE-Berlin; Boris Blublath, DE-Berlin

Kuehlluftbohrungen an Turbinenschaufeln werden durch Laserbohrprozesse hergestellt. Dieser Fertigungsprozess erfordert eine manuelle Nacharbeit der Bohrungen zum Entgraten und Entfernen nicht fest anhaftender Abtragspartikel. Diese manuelle Nacharbeit fuehrt zu nicht reproduzierbaren Fertigungsergebnissen. Zudem ist die Zugaenglichkeit der Bohrungsoeffnungen in Schaufelinneren stark eingeschraenkt.

Durch das Stroemungsschleifen ist es moeglich, innenliegende Konturen sowie Bohrungsuebergaenge schleiftechnisch zu bearbeiten. Bearbeiten bedeutet in diesem Fall das Entgraten und Verrunden der Bohrungsein- und -ausgaenge sowie eine Oberflaechenpolitur der Innenkontur.

Das Schleifwerkzeug besteht aus einem verformungsfaehigen Polymer, in welchem die Schleifkoerner "weich" gebunden sind. Dieses Werkzeug wird an der zu bearbeitenden Kontur unter Druck und Wirkgeschwindigkeit vorbeigefuehrt und trennt das Material ab. Dieser Fertigungsprozess erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf, in dem das Werkzeug oszillierend am Werkstueck vorbeigefuehrt wird. Durch den Prozess kommt es, soweit bis heute nachgewiesen, nicht zu einer thermischen Beeinflussung der Randzone. Eine beiliegende Skizze erlaeutert den Fertigungsprozess (siehe Abbildung 3).

Erst durch das Stroemungsschleife...