01.06.2018
TTD-Tritan Heat Exchanger
Reduces machining time by 57 percent with 90 percent increased tool life
The use of a heat exchanger is worthwhile in many fields of applications – not only in domestic heating systems. Wherever heat is produced, it can be actively used by a heat exchanger. And this helps to save costs and conserve resources in the energy balance. In turn, with the TTD-Tritan, MAPAL has achieved a quantum leap in efficiency for machining heat exchangers.
Unterschiedlichste Industriezweige bauen auf Wärmetauscher. Helfen sie doch, bisher ungenutzte, in der Produktion entstehende Wärme für andere Prozesse einzusetzen. Der vorliegende Bericht behandelt die spanende Bearbeitung von Rekuperatoren. Diese Variante von Wärmetauschern pumpt zwei flüssige oder gasförmige Medien unterschiedlicher Temperatur in voneinander getrennte Kreisläufe. Es findet ein Wärmeaustausch statt, ohne dass sich die Medien vermischen. Diese Technik schont Ressourcen, spart Energie und erhöht in der Folge insgesamt die Wirtschaftlichkeit der Produktion.
Innerhalb der Rekuperatoren spielen Plattenwärmetauscher und Rohrbündelwärmetauscher eine übergeordnete Rolle. Bautechnisch sind Rohrbündelwärmetauscher meist aus Metall und bestehen aus einem Rohrbündel, durch das ein Medium geleitet wird, und einem sogenannten Mantelraum mit frontseitiger Rohrplatte, durch das ein zweites Medium fließt. Die genaue Ausführung hinsichtlich Austauschmechanismen, Abmaßen und Arbeitsparameter hängt vom jeweiligen Einsatz des Wärmetauschers ab.
Eine Vielzahl an Vollbohroperationen
Das Rohrbündel eines Wärmetauschers schließt mit einer Rohrplatte ab, die je nach Größe des Wärmetauschers eine Vielzahl an Bohrungen aufweist. Um zu gewährleisten, dass das Medium an diesem Bauteilübergang nicht entweicht, sind die Toleranzen hinsichtlich Positionsgenauigkeit und Maßhaltigkeit sehr eng definiert. Stefan Kühnle, Business Development Manager USA, berichtet von seinen Erfahrungen aus der petrochemischen Industrie: „Speziell in dieser Branche haben Wärmetauscher enorme Ausmaße. So weisen Rohrplatten nicht selten mehrere hundert Bohrungen auf, die wir prozesssicher, maßhaltig und mit langen Werkzeugstandzeiten einbringen müssen.“
Dreischneidiger Wechselkopfbohrer TTD-Tritan ideal für den Einsatz
Ein Kunde in den USA setzt für die Bearbeitung der Rohrplatten den TTD-Tritan ein, der aus dem Stand und auf ganzer Linie überzeugt. 2016 in den Markt eingeführt, stand mit diesem Werkzeug der erste dreischneidige Wechselkopfbohrer zur Verfügung.
Wechselkopfsysteme sind in der zerspanenden Fertigung das Mittel der Wahl, um
• steigenden Rohrstoffpreisen zu begegnen,
• Lager schlank zu halten und
• effizient mit Ressourcen umzugehen.
Werkzeugkopf und Werkzeughalter verbindet beim TTD-Tritan eine Hirth-Verzahnung. Diese Schnittstelle ist leicht zu bedienen und besonders stabil. Daher bleiben bei der Wechselkopfvariante alle Vorteile und das Leistungsniveau des Pendants aus Vollhartmetall bestehen. Die Hirth-Verzahnung garantiert beste Drehmomentübertragung bei gleichzeitig hoher Wechsel- und Rundlaufgenauigkeit. Der TTD-Tritan zentriert sich über seine ausgeprägte Bohrspitze optimal und sorgt für sehr gute Rundheiten. Und das zu optimierten Kosten. Denn das Wechselkopfsystem beschränkt das kostenintensive Hartmetall auf den Werkzeugkopf.„Es gibt mehrere Gründe, warum wir uns direkt für den TTD-Tritan entschieden haben“, unterstreicht Stefan Kühnle und führt aus: „Der Kunde benötigt für die Bearbeitung der unterschiedlichen Varianten an Rohrplatten jede Durchmesservariante in mehreren Längen. Mit unserem durchgängigen und breiten Programm können wir einen sehr großen Durchmesserbereich in allen benötigten Längen zur Verfügung stellen. Kleinere Durchmesser bedienen wir darüber hinaus mit der monolithischen Vollhartmetallausführung. Den Kunden hat auch der reduzierte Lagerbedarf überzeugt, da die Verschleißteile beim TTD-Tritan ja hauptsächlich auf die Bohrköpfe beschränkt sind. So verringert sich in der Konsequenz auch das lagertechnisch gebundene Kapital. Schließlich erreichen wir im Durchmesserbereich ab 19 mm mit der Wechselkopfvariante deutlich besser Cost-per-Part Werte.“
57 percent reduced cycle time - 90 percent increased tool life
The first practical tests with the TTD-Tritan are impressive. On a Quick-Mill Intimidator 120 machining centre, tube plates made of carbon steel SA-516-70N were machined. The bore diameter was 1.008 inch (25.6 mm) and the bore length 2.5 inch (63.5 mm). Here the TTD-Tritan operated with a feed speed 59 percent higher than the replaceable head drill with two cutting edges from a competitor used to date.
For the solid drilling operation described, the TTD-Tritan achieved a tool life of a good 53 metres while the drill previously used only achieved almost 28 metres. In addition to the significant increase of 90 percent, the MAPAL tool performed solid drilling in one operation and with a machining time of 29 minutes for the complete tube plate with 550 bores. “The TTD-Tritan achieves this due to its impressive feed speeds as well as due to the self-centring drill
tip”, explains Mogens Nielsen, Product Manager Solid Carbide Tools MAPAL USA. “In this way, upstream piloting is no longer necessary.” In contrast the previous machining process had to be piloted. In addition, the tool of the competitor did not achieve a controlled chip formation. The tube plate therefore still had to be manually cleaned to remove the partly very long chips
after piloting. “Overall with the TTD-Tritan, we reduced the machining time by 57 percent from originally 68 minutes to 29 minutes for all 550 bores of the tube plate”, explains Mogens Nielsen.
tip”, explains Mogens Nielsen, Product Manager Solid Carbide Tools MAPAL USA. “In this way, upstream piloting is no longer necessary.” In contrast the previous machining process had to be piloted. In addition, the tool of the competitor did not achieve a controlled chip formation. The tube plate therefore still had to be manually cleaned to remove the partly very long chips
after piloting. “Overall with the TTD-Tritan, we reduced the machining time by 57 percent from originally 68 minutes to 29 minutes for all 550 bores of the tube plate”, explains Mogens Nielsen.
Guaranteed availability
“Customers in the field of machining heat exchangers attach great value to guaranteed tool availability”, reports Stefan Kühnle, Business Development Manager USA, and adds: “Here there can be no compromises.” However our UNIBASE-M tool dispensing systems and the associated digital services are impressive.”
