Resato Waterjet 2,5D-Wasserstrahlschneiden beschleunigt Flugzeugbau

Autor / Redakteur: Matthias Bühler / Peter Königsreuther

Flugzeugteile müssen präzise zueinanderpassen. Das gilt auch bei Reparatur- oder Wartungsarbeiten, wenn Teile ausgewechselt werden müssen. Ein Flugzeugspezialist vertraut nun auf eine Anlage mit 2,5D-Schneidkopf der, in fünf Achsen gesteuert, hochgenau arbeitet.

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Qualität, Flexibilität und Support in der Wasserstrahlschneidtechnik waren einige wichtige Anforderungen, weshalb M&D Flugzeugbau mit Resato in Kontakt getreten ist.
Qualität, Flexibilität und Support in der Wasserstrahlschneidtechnik waren einige wichtige Anforderungen, weshalb M&D Flugzeugbau mit Resato in Kontakt getreten ist.
(Bild: Resato)

M&D Flugzeugbau wurde im Jahr 1995 gegründet und verfügt als ein durch die EASA zertifizierter Herstellungs-, Instandsetzungs- sowie Entwicklungsbetrieb bereits über eine langjährige Erfahrung im Flugzeugbau. Neben dem Luftfahrtbereich ist M&D auch ein leistungsstarker Partner der Industrie. Viele verschiedene Bauteileile für die Windenergie werden bei M&D in Serie gefertigt. Mit einem Team von über 100 Mitarbeitern werden unter Einbezug von Know-how und der innovativsten Technologien in den Bereichen Prototypenbau, Faserverbundbau, Modell- und Formenbau sowie einer Lackieranlage bei M&D die fortschrittlichsten Fertigungsmethoden angewandt.

Resato International aus den Niederlanden mit einer Niederlassung in Haan ist einer der führenden Hersteller auf dem Gebiet der Hochdrucktechnik und Wasserstrahl-Schneidanlagen. Resato produziert Hochdruckkomponenten und -systeme für Drücke bis 14.000 bar und ist mit 20 Jahren Erfahrung ein kompetenter Partner für die Entwicklung, Fertigung und Anwendung von zuverlässigen Hochdrucksystemen. Resato sieht insbesondere in der hauseigenen Entwicklung und Fertigung die Grundlage für die außergewöhnliche Qualität seiner Produkte.

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Produktivitätserweiterung in wenigen Stunden möglich

Die Wasserstrahl-Schneidanlage ACM 3040 von Resato ist mit einem Nettoschneidbereich von 3000 mm × 4000 mm bereits komplett ausgestattet. Außer mit den serienmäßig mittels Linearmotoren angetriebenen, X- und Y-Achsen wurde die Maschine zusätzlich mit einem 2,5D-Schneidkopf, der „Flex-Zone“-Schneidraumüberwachung und einem Entschlammungssystem ausgerüstet. Eine weitere Besonderheit ist ein absenkbarer Teilbereich des Schneidtisches. Damit können bei M&D Bauteile bis 300 mm Höhe aufgelegt und Materialstärken bis 200 mm geschnitten werden. Durch die von Resato modular entwickelte Bauweise kann M&D jederzeit und ohne viel Aufwand auch weitere Optionen nachrüsten. Beispielsweise wäre die Maschine innerhalb von vier Stunden mit einem zweiten programmierbaren Schneidkopf ausgestattet.

Wo früher der Tisch während des Schneidvorgangs unzugänglich war, ist er durch Verwendung der optionalen „Flex-Zone“-Schneidraumüberwachung nun innerhalb des gesicherten Bereiches frei zugänglich. Für M&D ist das ein großer Vorteil. Durch die Flex-Zone ist es nun möglich, dass größere Konstruktionen aufgelegt werden können, während die Maschine weiter produziert. Die Maschinenstillstandszeiten werden so auf ein Minimum reduziert. Die somit weiter optimierbaren Produktionsabläufe bedeuten ein Maximum an Rentabilität. Die extra freigesetzten Kapazitäten ermöglichen es M&D, auch für andere Kunden bei höchster Qualität kostengünstig im Lohnbetrieb zu fertigen.

Da beim Wasserstrahlschneiden keine Hitze, Rauch oder giftigen Dämpfe entstehen, wird natürlich oftmals gewünscht, dass die Maschine auch für mehrere Stunden oder sogar Tage unbemannt produzieren kann. Für Kunden mit langen Schneidprogrammen, hat Resato das „EMS“ (elektronisches Schneid-überwachungssystem) entwickelt. Dieses System wird serienmäßig mit jeder Anlage geliefert. Das übersichtliche EMS-System überwacht, vom Schneidkopf bis zur Pumpe, den gesamten Schneidprozess.

  • Grüner Bereich: Der Prozess ist in Ordnung;
  • Gelber Bereich: Achtung! Den Prozess kontrollieren, wenn man eine lange Zeit unbemannt schneiden möchte;
  • Roter Bereich: Es liegt ein Problem vor! Die Maschine schaltet automatisch alle Komponenten ab. Das Produkt wird nicht beschädigt. Die Maschine verbraucht weder Strom noch Wasser.

Winkelfehler-Kompensation im praktischen Bereich

Speziell für das Schneiden von Abschrägungen und das Korrigieren des Winkelfehlers hat Resato vor 5 Jahren einen fünfachsigen 2,5D-Schneidkopf entwickelt, mit dem zwei Ziele erreicht wurden: Erstens eine anwendungsfreundliche Bedienmöglichkeit und zweitens konnte die Schnittqualität entscheidend verbessert werden.

Das Resultat dieser Entwicklung kann sich sehen lassen: Im Vergleich zu Produkten sämtlicher renommierter Waterjet-Hersteller, ist das Resato-2,5D-​Schneidkopfsystem das einzige seiner Art.

Bei hohen Schneidgeschwindigkeiten und in Verbindung mit bestimmten Materialsorten und -stärken kann der sogenannte „Taper-Effect“ (Winkelfehler) entstehen. Dabei wird die Rechtwinkligkeit des Schnittes beeinträchtigt. Dieser Winkelfehler kann aber durch dem Einsatz des 2,5D-Schneidkopfes kompensiert werden.

Im Jahr 2006 hat Resato neben dem konventionellen Schneidkopf auch einen C3-Schneidkopf entwickelt (auch dynamisches Schneiden genannt), um so unterstehende Schneidresultate zu erreichen. Aber diese guten Ergebnisse waren für Resato selbst sowie auch für kritische Anwender noch nicht ausreichend, obwohl sie zuvor mehrere Anlagen auf diese Weise ausgerüstet haben. Die richtige Entwicklung sollte dorthin gehen, dass man das Material in allen Stärken, Ecken und Winkeln automatisch korrigieren kann. Das hat Resato durch die Kombination eines automatischen „Beveling-Schneidkopfes“, samt passender Software erreicht. Eigens gesammelte Erfahrungen mit dem Korrigieren von Winkel- und Eckenfehlern, können in der Software abgespeichert werden.

Durch fünf Achsen noch präziser Wasserstrahlschneiden

Der 2,5D-Schneidkopf ist ein fünfachsiges System, das mit selbst entwickelten Hohlwellenmotoren ausgestattet ist. Bei der Montage werden Hightech-Metall/Metall-Klebeverbindungen verwendet, um so nur minimale Abweichungen und Toleranzen zu erzielen, was sich letztendlich auch in der erstklassigen Qualität des Endproduktes widerspiegelt. Der 2,5D-Schneidkopf (der automatische „Beveling-Schneidkopf“), ermöglicht abhängig von Materialform und -art, einen Neigungswinkel von 0 bis 55º. Die mögliche Verdrehung des Schneidkopfes von -360 bis 360º erlaubt, dass sich der Schneidkopf zwei Mal um die eigene Achse drehen kann und dabei fast jeden Winkel zu schneiden vermag, ohne neu gestartet oder positioniert werden zu müssen.

Die Folge ist eine hohe Schnittqualität dank der Vermeidung störender Übergänge. Der Abstand zwischen Schneidkopf und Material wird außerdem digital gemessen und eventuelle Diskrepanzen werden dabei kontinuierlich korrigiert. Somit können keinerlei Toleranzen in Bezug auf eventuelle Höhen- beziehungsweise Stärkenunterschiede des Materials entstehen. Die Entscheidung für einen linearen Direktantrieb bietet folgende Vorteile:

  • sehr niedrige Wartungskosten aufgrund wartungs- und verschleißarmer Bewegungen nach dem sogenannten „non-contact principle“ (berührungsfreien Prinzip);
  • Positionierungsgenauigkeit und Wiederholgenauigkeit der Y- und X-Achsen: ± 50 μm (bei 20 °C) über die ganze Länge der Anlage;
  • bessere Schneidleistungen und Schnittqualitäten aufgrund der Ermöglichung schneller Veränderungen der Schnittgeschwindigkeiten;
  • Die Schneidgeschwindigkeit ist von sehr langsam bis sehr schnell stufenlos einstell- und programmierbar.

Da Resato alles im eigenen Hause entwickelt, können auch alle benötigten Komponenten integriert werden. Die Pumpe wird durch das „HMI“-Bedienpult (Human Machine Interface) digital gesteuert.

Zur intelligenten ACM-Wasserstrahlanlage von Resato gehört natürlich auch eine anspruchsvolle Software. Die intelligente Software überprüft eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren und berät den Bediener bereits im Vorfeld. Ein weiterer Vorteil der von uns eingesetzten Software ist, dass diese auch die richtigen Auftragsparameter für den Schneidkopf ermittelt. Somit können sogar Multi-Kopf-programmierte CAD-/CAM-Dateien auch dann noch geschnitten werden, wenn nur ein Kopf verfügbar ist, da sich der zweite Kopf beispielsweise in der Wartung befindet. Die besonderen Vorteile sind folgende:

  • höhere Schnittqualität im 2D- und 2,5D-Bereich;
  • bis zu 30 % geringerer Abrasivverbrauch;
  • längere Standzeiten bei erhöhten Arbeitsdrücken;
  • sichere mannlose Produktion;
  • geringer Stromverbrauch durch Linearantriebe und prozessgesteuerte Pumpe;
  • Positionierungs- und Wiederholgenauigkeit von± 50 μm ( bei 20 °C) über die volle Maschinenlänge;
  • keine kumulativen Toleranzen;
  • reduzierte Wartungskosten;
  • bessere Marktposition der Anwender durch niedrigere Betriebskosten.

Man nimmt sich Zeit für die Anwender

Bei eventuell auftretenden Problemen kann man direkt am Touchscreen eine Fehlerdiagnose durchführen. Außerdem sind die Maschinen für Ferndiagnosen, Wartungs- und Schulungsmaßnahmen mit einer Online-Support-Funktion ausgerüstet.

Resato investiert für die Wartung und Schulung der Anwender gerne viel Zeit. Erfahrungsgemäß wird somit die Lernkurve bedeutend verkürzt. Jeder Nutzer bekommt zusätzlich freien Zutritt zur „Resato-Universität“. Auf dieser wiki.resato.com können rund um die Uhr Informationen abgerufen werden. Auch das in der Schulung Erlernte ist dort nachzulesen. Filme komplettieren das Informationsangebot.

Resato erzielt in den neuen Märkten und Segmenten vor allem dadurch Erfolg, dass man in der Lage ist, komplette und neuartige Systeme schlüsselfertig anzubieten. Die modulare Bauweise der Resato-Wasserstrahl-Schneidanlagen ermöglicht es den Kunden, die Anlage auch noch zu einem späteren Zeitpunkt aufrüsten zu können. Vorteile sind hier in erster Linie niedriger Investitionskosten und die Möglichkeit, eine schnelle und flexible Anpassung an eventuelle Marktveränderungen zu genießen. Wer mehr über die Resato-Produkte erfahren will, der findet das Unternehmen als Aussteller auf der Blechexpo in Stuttgart in Halle 5 am Stand 5207. MM

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