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Zerspanung von Composites Industrialisierte Fertigung für den Leichtbau

| Autor / Redakteur: Christina Wegner / Anne Richter

In Altenrhein am Bodensee ist die Firma Airex Composite Structures (ACS) zuhause. ACS ist der anerkannte Spezialist, wenn es um strukturelle und funktionsintegrierte Composite-Systeme für Massentransportmittel auf Bahn und Strasse und industrielle Anwendungen geht.

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5-Achs-Arbeitsaggregat mit vorlegbarer Absaughaube und mitfahrenden 24-fach-Werkzeugwechsler.
5-Achs-Arbeitsaggregat mit vorlegbarer Absaughaube und mitfahrenden 24-fach-Werkzeugwechsler.
(Bild: Reichenbacher)

Die zunehmende Urbanisierung in allen Teilen der Welt verlangte nach immer effizienteren und emissionsärmeren Systemen im öffentlichen Verkehr und für stationäre Industrieanlagen. ACS weiss seit Jahrzehnten, dass effizient bewegte Massen, müheloses Beschleunigen oder ausgezeichnete spezifische mechanische Leistungsfähigkeit cleveren Leichtbau voraussetzen. Im Laufe der 60-jährigen Firmengeschichte hat sich Airex Composite Structures eine führende Position in diesen Kernmärkten erarbeitet und kann zahlreiche wegweisende Produktlinien aufweisen. Derzeit arbeiten 90 Mitarbeiter bei ACS, die Teil der Firmengruppe 3A Composites ist, aber vollkommen eigenständig agiert. Das Unternehmen entwickelt aus hochleistungsfähigen Verbundwerkstoffen anspruchsvolle Lösungen und die renommierten Kunden aus dem Schienenfahrzeug- und Busbau Alstom, Solaris, Siemens, Daimler, Evobus, Bombardier und Stadler schätzen das umfangreiche Know-how. Im Mittelpunkt der Aktivitäten stehen Entwicklung und Fertigung von Leichtbaustrukturen für Schienen- und Busfahrzeuge und Industrieanwendungen. Weltweit bekannte Lösungen sind Innocab-Frontkabinen und Comfloor-Böden für die Bahn, Sandwich-Elemente für Dächer von Bus und Bahn sowie XBody-intelligente Fahrzeugkomponenten in Leichtbauweise für Schiene und Strasse.

Visionäre Entscheidungen ebnen neue Wege

Der Erfolg basiert massgeblich auf den zukunftsorientierten Entscheidungen der Mitglieder des Führungsteams, die Antworten auf die Bedürfnisse der Märkte lieferten. Im Schienenfahrzeugbau ging es um Energieeffizienz und Komfort, bei Busherstellern um modulare Fertigung und maximale Gewichtsreduktion und bei Industrieprodukten um massgeschneiderte Lösungen aus Verbundwerkstoffen, wie beispielsweise die Super-low-Noise- Ventilatorräder für Kühlaggregate. ACS setzt bei der Herstellung seiner Produkte auf innovative Verfahren, wie beispielsweise das Harzinjektionsverfahren, einen industriellen und emissionsfreien Prozess zur Fertigung von faserverstärkten Kunststoffteilen in geschlossenen Werkzeugen. Des Weiteren die vakuumunterstützte Infusion und die ACS-Vakuum-Technik, Letztere ein Prozess zur Verklebung von flächigen Halbzeugen zu strukturellen Sandwich-Paneelen.

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Die Ansprüche des Marktes steigen seit Jahren und es ist erklärtes Ziel, weg von einer Manufaktur in Richtung Industrialisierung zu gehen. Dazu gehörte der Ausbau des gesamten Maschinenparks. Urs Moser, verantwortlicher Projektleiter für die Industrialisierung, ergänzt, dass alles sehr sorgfältig durchdacht sein musste, denn dieser Schritt war nicht nur der Einstieg ins CNC-Zeitalter, es musste der gesamte Produktionsfluss auf den Kopf gestellt und optimiert werden und dazu gehörte auch eine umfangreiche Materialflussanalyse. Über bestehende Firmenkontakte kam man beim Punkt CNC-Bearbeitung mit dem Maschinenhersteller Reichenbacher ins Gespräch. Die Anfrage war sehr konkret, denn Airex Composites wollte wissen, ob es möglich war, die grossen verklebten Comfloor-Bauteile mit einer CNC in die erforderlichen Einzelteile zu zerteilen. Reichenbacher wurde auf den Zahn gefühlt, denn ACS musste sicher sein, dass das der richtige Partner für die zukünftigen konkreten Expansionspläne war. ACS hatte einen Ruf zu verlieren, denn die Produkte sind weltweit bekannt für herausragende Qualität.

Bezogen auf diese präzise Anfrage stellte Reichenbacher die Baureihe Vision in zwei Varianten mit unterschiedlichen Längen vor. Bei dieser Art der CNC-Bearbeitung handelte es sich für ACS um Neuland, d. h., es musste auch an der Produktentwicklung im Haus noch gearbeitet werden. Denn im neuen Prozess sollte eine Verklebung grosser Teile erfolgen und man wusste vorab nicht, ob die Verklebung stark genug war für die CNC-Bearbeitung. Es fanden bei beiden Firmen über einen langen Zeitraum Testverfahren statt und es wurden Versuche an der FH Coburg bez. Spezialaggregaten, Blasluftführung u. v. a. initiiert. Bis die Maschine optimiert war, verging eine lange Zeit, was auch daran lag, dass ACS die Optionen für die Bearbeitung anderer Werkstoffe, wie Schäume und Holz, immer mehr ausdehnte, da erst jetzt die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten durch das Bearbeitungszentrum richtig eingeschätzt werden konnten, erzählt Urs Moser. 2013, knapp eineinhalb Jahre nach Projektstart, kam es zum Auftrag, was auch damit zu tun hatte, dass es sich um ein gesamtes Fertigungskonzept im Rahmen der Industrialisierung handelte, d. h., es wurden auch zahlreiche andere Maschinen angeschafft und die Reichenbacher-Anlage war ein Teil des Ganzen.

Einsatz hochkomplexer CNC-Technik

Das Anforderungsprofil orientierte sich an einigen zentralen Punkten: Zum einen war es die Bauteilgrösse, zum anderen das zu bearbeitende Material und schlussendlich die geforderte Präzision, die bei Comfloor verlangt wurde und die im Z-Achs-Bereich bei 0,01 mm und im X/Y-Achs-Bereich bei 0,1 mm liegt. Diese genaueste Bearbeitung der Comfloor-Platten musste gewährleistet sein, da die Primer-Beschichtung nicht beschädigt werden durfte. Voraussetzung hierfür war eine absolute Genauigkeit im Fräsvorgang. Da Reichenbacher die Anforderungen im Detail kannte, wurde die Maschinenausstattung exakt darauf ausgerichtet, berichtet Kurt Kutschmann, verantwortlicher Vertriebsspezialist für dieses Projekt auf Seiten des Maschinenherstellers.

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