Einspannvorrichtung Anlauf, Bild: Kasto Maschinenbau

Dicke Schrauben fixieren die Titanplatte auf der Einspannvorrichtung – denn diese dreht sich für den Sägevorgang um 180 Grad. Bild: Kasto Maschinenbau

| von Stephanie Riegel-Stolzer, Kasto Maschinenbau

Kaum eine Branche beschäftigt sich so intensiv mit dem Thema Leichtbau wie die Luftfahrt. Jedes Gramm, das bei einem Flugzeug reduziert werden kann, hilft dabei, langfristig erhebliche Kosten für Treibstoff einzusparen. Davon profitieren die Airlines, aber auch die Hersteller, die mit immer leichteren Konstruktionen um Aufträge werben. Flugzeugbauteile müssen jedoch nicht nur leicht, sondern auch besonders stabil und absolut zuverlässig sein. Immer häufiger kommen deshalb in der Produktion spezielle High-Tech-Materialien und innovative Fertigungsverfahren zum Einsatz.

3-D Sägetechnik, Bild: Kasto Maschinenbau
Gesägt wird bei kopfüber – das schont die teuren Bauteile, die dadurch nach dem Schnitt nicht umstürzen oder einknicken können. Bild: Kasto Maschinenbau

Auch Airbus Helicopters setzt konsequent auf Leichtbau-Lösungen. Das Unternehmen mit Sitz in Donauwörth ist Teil des Airbus-Konzerns, Europas größtem Luft- und Raumfahrtunternehmen. Der Standort mit seinen rund 7000 Mitarbeitern entwickelt und produziert nicht nur verschiedene Hubschraubermodelle wie die H135 und die H145, sondern ist auch auf die Fertigung von Flugzeugtüren spezialisiert. Airbus Helicopters in Donauwörth fertigt jährlich mehr als 4000 Passagier- und Frachttüren für Flugzeuge.

Bei der Herstellung einer Welle zur Verriegelung der Türen setzt Airbus seit kurzem auf additive Fertigung.  Das Bauteil aus Titan entsteht in einem 3D-Drucker, der das pulverförmige Ausgangsmaterial Schicht für Schicht auf eine 400 x 400 Millimeter große Grundplatte aufträgt.

Bauteilfertigung im 3D-Drucker

Da die Welle über dünne Wandstärken und eine komplexe Geometrie verfügt, ist dieses Verfahren dafür besonders gut geeignet. Es senkt die Produktionskosten und den Arbeitsaufwand – und was das wichtigste ist: In jedem A350-Flieger kommen 16 Stück davon zum Einsatz, dass bedeutet eine Einsparung von etwas über vier Kilogramm Gewicht pro Flugzeug.

Sind die Bauteile fertig gedruckt, müssen sie von der Grundplatte aus Titan, die ebenfalls aus Titan besteht, getrennt werden. Für diesen Prozess hat Airbus in die vollautomatische Bandsäge Kastowin amc investiert. Seit Oktober 2018 ist die Maschine in Donauwörth im Einsatz. Das Besondere an ihr: Sie ist speziell für die Bearbeitung additiv gefertigter Teile konzipiert.

Mithilfe eines elektrischen Hubwagens entnimmt ein Mitarbeiter die bis zu 40 kg schwere Grundplatte mitsamt den Wellen aus dem 3D-Drucker, transportiert sie zur Säge und platziert sie auf der Einspannvorrichtung.

Maschinen-Vollverkleidung schützt Bediener

Nach dem Schnitt fallen die Wellen in einen gepolsterten Auffangbehälter. Durch eine Klappe entnimmt sie der Bediener für den nächsten Schritt. Damit keine gesundheitsschädlichen Kleinstpartikel, die bei der Bearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen entstehen können, in die Umgebungsluft gelangen, ist die Bandsäge voll verkleidet. Darüber hinaus hat sie eine Vorbereitung für den Anschluss einer Absauganlage.

Bevor Airbus sich für den Kauf der Maschine entschied, führten die Verantwortlichen am Standort des Sägetechnik-Spezialisten im badischen Achern verschiedene Probeschnitte durch. Zudem stellte sich die Bearbeitung der Titanplatten durch Sägen als wesentlich kostengünstiger und unkomplizierter heraus als mit alternativen Verfahren. Im Vergleich zu anderen Anlagen in der riesigen Werkshalle ist die Kastowin besonders kompakt. Sie ist einfach zu bedienen und arbeitet effizient durch kurze Schnittzeiten.

Für das Helikopterwerk haben sich die Umstellung auf additiv gefertigte Titanbauteile und die Anschaffung der vollautomatischen Bandsäge gelohnt: Die Wellen, die später Flugzeugtüren verriegeln, sind um 45 Prozent leichter und um 25 Prozent günstiger in der Herstellung. Rund 2.200 Stück stellt Airbus Helicopters in seinem Werk in Donauwörth derzeit her. Geplant ist, künftig auch weitere Komponenten additiv zu fertigen – und damit auch die Bandsäge noch stärker in den Produktionsprozess einzubinden. 

Schäden am Werkstück vermeiden

Dort wird die Platte mit dicken Schrauben sicher fixiert und die Maschine verschlossen, damit kein Feinstaub austreten kann. Der nächste Schritt ist ungewöhnlich: Die komplette Vorrichtung dreht sich für den Sägevorgang um 180 Grad, die Bauteile werden kopfüber gesägt. Dieses einzigartige Konzept bietet deutliche Vorteile: Die Teile können nach dem Schnitt nicht umstürzen oder einknicken – das vermeidet Beschädigungen, die zu aufwändigen Nacharbeiten oder sogar teurer Ausschussware führen können.

Vor dem Sägen misst der Mitarbeiter die Stärke der eingespannten Grundplatte und gibt diese über den Auftrags-Wizard der Maschinensteuerung Advanced Control ein. Das Sägeoberteil, das mit einem präzisen Kugelrollspindelantrieb ausgestattet ist, verfährt daraufhin auf die exakte Höhe. Da die Platten vielfach wiederverwendbar sind und nach jeder Benutzung glattgeschliffen werden, verringert sich ihre Dicke mit zunehmender Lebensdauer. Die intelligente Steuerung ermöglicht es, die Teile jedes Mal exakt im entsprechenden Aufmaß abzutrennen. Das verringert den Nacharbeitsaufwand und spart Material – bei einem Werkstoff wie Titan ein Kostenfaktor.

3D-Druck - Bleiben Sie informiert

Sie interessieren sich für 3D-Druck? Und suchen einen kostenlosen Infodienst, der Sie zuverlässig über die neuesten Entwicklungen in der Branche informiert? Mit unserem 3D-Druck-Newsletter sind Sie immer informiert! Jetzt anmelden und kostenlos von exklusiven Hintergrundberichten, News, Interviews und Erklärinhalten rund um den professionellen 3D-Druck profitieren!

Der Eintrag "freemium_overlay_form_keg" existiert leider nicht.