Maxon: Titanzerspanung für die Raumfahrt

 

28.06.2010 | Redakteur/Autor: Redaktion SMM

 

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Werkstücke, die bei den Spezialisten der Prototypenabteilung von Maxon Motor zu fertigen sind, sind in der Regel bereits anspruchsvoll. Wenn es aber noch dazu für eine Weltraumanwendung ist, dann schnellt das Anforderungsprofil in die Höhe. Die SMM-Redaktion hat gemeinsam mit Iscar bei der Fertigung eines Titan-Gehäuses für einen Antriebsmotor den Maxon-Spezialisten über die Schulter geschaut. Fazit: Einiges läuft bei Titan anders als bei «herkömmlichen» Werkstoffen.


Das Titan-Motorengehäuse für einen GPS-Satelliten misst etwa 60 mm Länge und hat einen Aussendurchmesser von etwa 22 mm sowie einen Innendurchmesser von 21 mm. Im Bild die verwendeten Werkzeuge, die für die Titanzerspanung optimal ausgelegt sind.
Was dem Team in der Prototypenabteilung von Maxon Motor auf die Werkbank gelegt wird, hat es nicht selten in sich. Des Öfteren muss das Team eine Fertigungsstrategie erarbeiten, bevor die neuen Werkstücke in die Produktion gehen.
Hansruedi Wenger, Feinmechaniker und Leiter des Prototypenbaus bei Maxon Motor, sagt gegenüber dem SMM: «Wir müssen das umsetzen, was unsere Kunden wünschen und die Konstruktions- und Entwicklungsabteilung in konkrete Werkstücke umgesetzt hat. Das ist nicht immer einfach. Aber wenn wir ehrlich sind, bemerken wir häufig auch erst beim eigentlichen Fertigen, was funktioniert und was nicht. Ich kann es Ihnen hier am Beispiel dieses Motorengehäuses aus Reintitan Grade 2 erläutern. Es handelt sich um ein Motorengehäuse für die Weltraumfahrt. Eine Grossserie wird das nicht. Derzeit fertigen wir einige Prototypen, die dem Kunden zur Abnahme und Prüfung übergeben werden.»

Aus dem Vollen


Bilder zum Beitrag
Das Titan-Motorengehäuse misst etwa 60 mm Länge und hat einen Aussendurchmesser von etwa 22 mm sowie einen Innendurchmesser von 21 mm.
Das Werkstück wird aus dem Vollen gefertigt, was erstaunlich prozesssicher läuft angesichts der sehr dünnen Wandstärken von nur noch 0,5 mm auf zirka 55 mm Länge. Gleichwohl, die Stabilität des dünnwandigen Werkstücks war erstaunlich hoch und überraschte die Fertigungsspezialisten der Prototypenabteilung. Begonnen wird praktisch am hinteren Teil (gegenüber der Flanschseite) des Motorengehäuses. Hier wird anfänglich mit einem WSP-Bohrer auf Ø 20 mm aufgebohrt. Weitere Bohrungen im vorderen Flanschbereich von 15 mm bzw. 8 mm werden ebenfalls von hinten durchgeführt. Etwaige Passungen werden geschlichtet.
Für die Bohroperationen wurde auf Spiralbohrer mit Wechselschneidkopf (15 und 20 mm) und VHM-Bohrer (8 mm und Kernlochbohrer für M2-Gewinde), die auf Titan ausgelegt waren, zurückgegriffen. Nachfolgend werden die Innen- und Aus­sen-Konturen mit 5/100-mm-Zustellung geschruppt, um anschliessend auf eine Oberflächengüte von N7 geschlichtet zu werden. Diese gute Oberflächengüte wird nicht zuletzt aufgrund der scharf schneidenden Werkzeuge erreicht. Von den Toleranzen her ist ein Lagersitz mit 2/100 mm die anspruchsvollste Passung bei dem Bauteil. Generell zeigte sich, dass einige fertigungstechnische Details nicht ganz einfach zu lösen waren.
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