Neuer Schub in der Flugzeugmotoren-Fertigung

Für gewöhnlich automatisiert man, wenn man die Nebenzeiten reduzieren möchte. Das war bei der Fertigung von Flugzeugmotoren bei der RED Aircraft GmbH nicht anders. Aufgrund der sehr positiven Erfahrungen mit dem Spannsystem von Erowa, sind mittlerweile 80 Prozent der Maschinen, der Schraubstöcke und selbst der Werkstücke mit MTS Spannzapfen ausgestattet.

Seit 1950 werden die meisten Kolbenmotoren in Flugzeugen durch Gas-Turbinen ersetzt. Parallel dazu hat in der Kolbenmotor-Technologie eine intensive Weiterentwicklung stattgefunden. Diese „Evolution“ war beim Unternehmen RED Aircraft in Adenau der Auslöser, die gesamte Effizienz und Qualität von Flugzeugen durch den Einsatz von Kolbenmotoren zu verbessern. Dazu waren neben dem Entwicklungs-Knowhow auch entsprechende Fertigungslösungen notwendig.

Mit der Investition in das Bearbeitungszentrum HSC 75 von DMG inklusive einem UPC-Palettensystem entstanden so auch die ersten Kontakte zu Erowa. Da man mit dem Palettensystem äußerst zufrieden war, entschied man sich auch in Sachen Nullpunktspannsystem für die Schweizer, konkret für MTS.

Bewährte Technik

Ein Nullpunktspannsystem also, das bereits erfolgreich im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt wird. Die Verantwortlichen bei den Spezialisten für Hochleistungsmotoren überzeugte zunächst das Layout. Nach einem zweiwöchigen Testlauf wollte man dann schon nicht mehr auf das System verzichten. Dazu Geschäftsführer Vladimir Raikhlin: „Wir beschäftigen uns seit Jahren sehr erfolgreich mit dem Motorsport, jedoch ist vieles was wir nun im Rahmen dieses Projektes tun, für uns neu.“

Bezogen auf das Nullpunktspannsystem ergänzt Fertigungsleiter Guido Scheuer: „Wir wollten zu Beginn unsere Prozesse vereinfachen und haben deshalb in Richtung Automation gedacht. Zunächst waren wir noch skeptisch, ob die Spannmittel das mitmachen, die erforderliche Präzision und Reproduzierbarkeit gewährleistet ist und ob die Werkzeuge durch eine stabile Spannung ratterfrei laufen.“

Diese anfängliche Skepsis gehört längst der Vergangenheit an, denn in Adenau werden inzwischen mit Hilfe des MTS-Spannsystems alle Bauteile für den kompletten Flugzeugmotor, vom Zylinderkopf, über Ölpumpen, Getriebegehäuse und dem Motorblock bis hin zu den Pleueln aus Titan gefertigt. Die Losgrößen bewegen sich derzeit noch im Bereich der Kleinstserie oder Einzelteilen, denn aktuell werden im Jahr noch nicht mehr als sechs Motoren gefertigt.

Diese geringen Stückzahlen zeigen deutlich, wie groß Flexibilität geschrieben wird. Ist zum Beispiel an einem Bauteil, das von einem Prüfstand kommt, noch eine Bearbeitung durchzuführen, muss an einem der vier Bearbeitungszentren relativ schnell umgerüstet werden. An dem Nullpunktspannsystem begeistert die Verantwortlichen einerseits, wie schnell dies mit Druckluft möglich ist und zum anderen die Wiederholgenauigkeit und Reproduzierbarkeit, das das System mit einem halben Hundertstel Millimeter erreicht. Präzision definieren die Motorenexperten vor allem durch die engen Form- und Lagetoleranzen. Bei den Passungen z. B. bewegt man sich im Bereich H6.

Hochwertige Bauteile erlauben keine Kompromisse

Im Segment Luftfahrt ist die Fertigung höher zu gewichten als in so manch anderem Industriezweig, so Scheuer: „Es geht bei uns nahezu immer um Optimierung hinsichtlich Leichtbau und Leistung, die Sicherheit steht über allem. Unabhängig davon geht es bei uns nicht nur darum, Motoren zu fertigen, sondern auch um die Zulassung hinsichtlich der Fertigungsstruktur und der Prozesse. Unsere Konstruktionen sind deshalb nur dann möglich, wenn man die entsprechenden Arbeitsprozesse im Haus hat.“

Das Nullpunktspannsystem erfüllt diese hohen Ansprüche sehr gut. Das Aufspannen ist selbst bei filigranen Bauteilen unkompliziert und sicher durchzuführen. Vorrichtungen auf den Paletten minimieren die Fehlerquote. Das Spektrum der Motorenexperten beinhaltet eine enorme Teilevielfalt (u. a. 17 unterschiedliche Gusswerkstücke), die alle ebenso wie selbst die Maschinenschraubstöcke mit den Spannzapfen bestückt sind. Sogar in Ölpumpen werden Spannzapfen eingebracht und direkt auf die Palette gespannt. Eine Vorgehensweise, die, so Einrichter Christian Esch, vor allem beim 5-Achs-Fräsen von Vorteil ist: „Durch dieses direkte Spannen lassen sich die Störkanten eliminieren, und man kann komplett 5-achsig bearbeiten. Ein weiterer, ganz besonderer Vorzug des Spannsystems ist der Umstand: Je mehr man damit arbeitet, umso mehr neue Möglichkeiten ergeben sich.“

Gemeinsam hat man sich für Sicherheit entschieden

In der Luftfahrt ist nicht allein der Optimierungsbedarf und die Sicherheit besonders hoch zu gewichten, sondern auch der Wert der einzelnen Bauteile. So kostet der Block eines wassergekühlten 12-Zylinder Diesel/Jet-A-Motors ca. 20 000 Euro.

Verständlich, dass man sich da keine „Rattermarken“ im Werkstück leisten kann und will. Dazu Raikhlin: „In solchen Fällen ist es ja nicht nur der Motorblock selbst und die Bearbeitung, die bereits in einem Bauteil steckt, was Kosten verursacht. Solch ein Schaden löst bei uns und unseren Partnern eine Kettenreaktion aus. Deshalb ist die Investitionshöhe in ein solches Spannsystem eher sekundär, viel entscheidender ist die Sicherheit, die man dadurch gewinnt. Deshalb war es mir auch so wichtig, dass die Entscheidung für das MTS Nullpunktspannsystem von allen relevanten RED-Mitarbeitern gemeinschaftlich getroffen wurde.“

Erowa System Technologien GmbH www.erowa.com/de AMB Halle 7 Stand C77

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