Zerspanungstechnik Im Flugzeugbau ist der Anspruch an die Metallzerspanung einmalig

Der Anspruch der Metallzerspanung im Flugzeugbau ist die wirtschaftliche Fertigung vielfältiger Teile in kleinen Stückzahlen. Der Maschinenpark ist groß, die Bearbeitung komplex und der Werkzeugbedarf hoch. Durch automatische Überwachung der Teilelogistik will der Zulieferer Premium Aerotec die Effizienz bei Großteilen steigern.

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Presseagentur Technik-Texte á la carte Dipl.-Ing. Nikolaus Fecht

„Ich habe bisher außerhalb des Flugzeugbaus kaum Anforderungen gesehen, die mit unseren vergleichbar sind“, erklärt Dipl.-Ing. Stefan Mangels, Leiter Investitions- und Werkplanung bei der Premium Aerotec GmbH in Varel. „Wir bearbeiten beispielsweise fünfachsig große sphärische Oberflächen bei bis zu 5 m langen Bauteilen.“ Im Werk Varel fertigt der Zulieferer Aerotec etwa 1,7 Mio. Bauteile im Jahr mit 23.000 unterschiedlichen Zeichnungsnummern. Dazu werden jedes Jahr rund 14.000 t Aluminium verarbeitet.

Kleine Losgrößen und vielfältige Teile wirtschaftlich zerspanen

Der Zerspanungsgrad beträgt im Durchschnitt rund 50% und bei den Großteilen bis zu 97%. Diese Teilevielfalt mit ihren geringen Losgrößen erfordert eine extrem hohe Fertigungsflexibilität. Dr.-Ing. Matthias Lange, Leiter Technologie und Werkzeugwesen bei Aerotec: „Unser Werk wird daher ganz anders getaktet als eine Fabrik der Automobilindustrie.“

Um trotz kleiner Losgrößen und hoher Flexibilität wirtschaftlich zu fertigen, setzt das Aerotec-Werk Verl auf die Komplettbearbeitung auf einer Maschine. Sehr viele Bauteile werden dort in einer Aufspannung zerspant. Der Maschinenpark umfasst dazu rund 30 fünfachsige Bearbeitungszentren für Kleinteile und 15 neunachsige Drehfräszentren für Rotationsteile.

Weil die großflächigen Aluminiumteile meist beidseitig zu bearbeiten sind, werden sie zumindest gedreht. 17 Großbearbeitungszentren mit insgesamt 44 Spindeln sind entsprechend ausgestattet.

Großzentren mit Parallelkinematik zum hochdynamischen Simultanfräsen

Unter diesen Großmaschinen befinden sich auch Bearbeitungszentren mit Parallelkinematik. „Ich sehe es als vorteilhaft an, dass wir mit einer Tripoden-Maschine von DST hochdynamisch simultan fünfachsig fräsen können“, sagt Lange. „Diesen Vorteil können wir bei den sehr komplexen Aluminium-Großbauteilen ausspielen, bei denen die Stege beispielsweise fünfachsig angestellt sind.“

Zum Zerspanungsalltag zählt im Werk Varel beispielsweise fünfachsiges, simultanes Schruppfräsen mit Vorschubgeschwindigkeiten von 20 bis 25 m/s. Lange: „Wir müssen bei Taschenecken mit nur leicht angestelltem Steg die Winkellage verändern. Konventionelle Gabelköpfe packen das nur mit extremen Schwenkbewegungen, während die Parallelkinematik das wesentlich schneller und eleganter schafft.“

Zwei verkettete Bearbeitungszentren fertigen Flugzeugintegralbauteile

Diese Arbeiten erfolgen auf zwei miteinander verketteten Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren der Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST), Mönchengladbach. Auf diesen Maschinen fertigt der Zulieferer zum Beispiel Flugzeugintegralbauteile mithilfe eines parallelkinematischen Bearbeitungskopfs (Sprint Z3). Gefräst wird „aus dem Vollen“ – aus beidseitig plangefrästen und vorgebohrten Konturzuschnitten, die dazu auf etwa 7,8 m langen Paletten gespannt sind. Der Zerspanungsgrad liegt bei über 90%.

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