Starrag Rorschacherberg wird 100%-Kompetenzzentrum für Luft und Raumfahrt Starrag-Kompetenzzentrum für Luft- und Raumfahrt

Von Matthias Böhm

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Mit der Verlagerung von Kompetenzfeldern aus Mönchengladbach nach Rorschacherberg hat sich der Standort Rorschacherberg zu einem 100%-Kompetenzzentrum für Luft und Raumfahrt entwickelt – Stichwort ATCC (Aerospace and Turbine Competence Center). Damit hat die Starrag-Group einen weiteren wichtigen Grundstein für die Zukunft des Standorts Rorschacherberg gelegt. Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines, zeigt im SMM-Exklusivinterview auf, welches Kompetenzgefüge sich bei Starrag in der Schweiz entwickelt hat.

«Mit unseren Fertigungstechnologien sind wir auf sechs Komponentengruppen, die in der Luft- und Raumfahrt von strategisch hoher Bedeutung sind, fokussiert. Konkret handelt es sich um Blisks, Turbinenschaufeln, Impeller, Triebwerksgehäuse sowie Titan- und Alu-Strukturbauteile.»)  Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines
«Mit unseren Fertigungstechnologien sind wir auf sechs Komponentengruppen, die in der Luft- und Raumfahrt von strategisch hoher Bedeutung sind, fokussiert. Konkret handelt es sich um Blisks, Turbinenschaufeln, Impeller, Triebwerksgehäuse sowie Titan- und Alu-Strukturbauteile.») Rainer Hungerbühler, Sales Director Aerospace and Turbines
(Bild: Matthias Böhm )

Die Starrag AG konzentriert am Standort Rorschacherberg seine Luft- und Raumfahrtkompetenz. Was heisst das?

Rainer Hungerbühler: Im Prinzip ist unser Kompetenzspektrum hier am Aerospace Competence Center in Rorschacherberg sehr einfach zu definieren. Mit unseren Fertigungstechnologien sind wir auf sechs Komponentengruppen, die in der Luft- und Raumfahrt von strategisch hoher Bedeutung sind, fokussiert. Konkret handelt es sich um Blisks, Turbinenschaufeln, Impeller, Triebwerksgehäuse sowie Titan- und Alu-Strukturbauteile.

Das sind genau die Komponenten, für die wir Fertigungslösungen entwickeln und stetig optimieren. Unser Fokus ist somit übersichtlich. Auf der anderen Seite sind die hierfür benötigten Fertigungsstrategien komplex und technologiegetrieben. Unser L&R-Fokus, verknüpft mit unseren hohen Technologiestandards und unserer Fertigungskompetenz, ist aus meiner Sicht ein Alleinstellungsmerkmal des Standorts Rorschacherberg.

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Können Sie das konkretisieren?

R. Hungerbühler: Es handelt sich bei dem Aerospace Competence Center um eine konsequente Weiterentwicklung unseres bisherigen Kompetenzspektrums. Die Fokussierung auf die Luft- und Raumfahrt hat sich in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich weiterentwickelt. Wir sind ausgezeichnet positioniert in der 5-Achs-Simultanbearbeitung schwer zerspanbarer Komponenten sowie in der Bearbeitung von Strukturbauteilen (Alu und Titan).

Unser rund 2000 m2 grosses Anwendungszentrum – ATCC (Aerospace and Turbines Competence Center) – ist mit aktuellen fünfachsigen Bearbeitungszentren der Produktlinien NB, LX und STC ausgestattet, mit denen sich unterschiedlichste Strömungsflächen ebenso wie komplexe Strukturbauteile erzeugen lassen.

Spezifische Montagebereiche am Standort Mönchengladbach wurden in andere Werke verlagert, hier am Rorschacherberg wird neu die «Ecospeed» montiert. Können Sie Näheres dazu sagen?

R. Hungerbühler: Die Montage der Eco­speed wurde nach Rorschacherberg verlegt, um unsere Fertigungslösungen im Bereich der L&R zentral zu bündeln. Betonen möchte ich, dass in Mönchengladbach lediglich die Montage einzelner Produktlinien verlagert wurde. In Mönchengladbach wird nach wie vor Konstruktion, Entwicklung, Service als auch Retrofit – mit gesamthaft 120 Mitarbeitern – realisiert. Wir verfügten hier am Standort bereits über Fertigungslösungen für Strukturbauteile. Mit der Ecospeed können wir unseren L&R-Kunden direkt vor Ort Lösungen für sehr gross bauende Struktur-Komponenten aufzeigen. Die Ecospeed ist eine perfekte Ergänzung unseres L&R-Kompetenzspektrums hier am ATCC.

Spielt es eine Rolle, für welche Turbinen sie Komponenten fertigen, Stichwort Dampfturbinen?

R. Hungerbühler: Bei Dampfturbinen sind die verwendeten Materialien einfacher zerspanbar, weil die Werkstoffe im Allgemeinen bei tieferen Temperaturen eingesetzt werden. Unsere Maschinen sind für die hochproduktive Zerspanung von Turbinenkomponenten aus schwer zerspanbare Materialien ausgelegt. Bei der Bearbeitung von Komponenten für Dampfturbinen steht vor allem die hohe Produktivität unserer Lösungen im Vordergrund.

Bei Gasturbinen kommen aber auch Inconel-Komponenten zum Einsatz.

R. Hungerbühler: Korrekt, hier – im Energiesektor – wird aber derzeit eher weniger investiert, was sich auch auf die Nachfrage nach Fertigungslösungen entsprechend auswirkt. Unsere Kapazitäten sind darum derzeit zum grössten Teil mit Projekten für den L&R-Bereich belegt. Im Bereich der Energie sind wir hier am ATCC entsprechend weniger aktiv. Gleichwohl, auch bei den Gasturbinenherstellern bestehen Tendenzen, Blisks in ihre Turbinen zu integrieren, weil dadurch der Wirkungsgrad erhöht werden kann. Blisks bieten strömungstechnische Optimierungspotentiale und ermöglichen Konstruktionen mit geringerer Massenträgheiten, was ein ökonomischeres Herauf- und Herunterfahren der Gasturbinen ermöglicht.

Können Sie uns einen Überblick verschaffen, über welche Technologiesektoren Sie konkret verfügen?

R. Hungerbühler: Unser Kern-Know-how ist zum einen die Entwicklung und Herstellung von Hochleistungs-Bearbeitungszentren für die oben genannten Bereiche. Das ist unsere Basis. Darüber hinaus verfügen wir über das gesamte Prozess-Know-how. Das beginnt bei den Werkzeugen, geht über die CAM-Software für Blades und Multiblades bis hin zur Automation, Spanntechnik und Vorrichtungsbau, Messstrategien inklusive. Kommt ein Kunde auf uns zu, wenn er eine neue Komponente fertigen will, können wir gemeinsam mit dem Kunden die komplette Fertigungsstrategie entwickeln. Das beginnt bei der Werkzeug-­Schneide und geht bis zum Handling. Auch unsere CAM-Software ist darauf zugeschnitten, optimale Frässtrategien für Strömungskomponenten zu entwickeln.

Sie verfügen hier am Standort im ATCC über einen relativ grossen Maschinenpark. Wie wird er genutzt?

R. Hungerbühler: Generell entwickeln wir hier am ATCC Fertigungsstrategien für unsere Kunden. Aufgrund unserer hohen Fertigungskapazität können wir in spezifischen Fällen auch einen Teil der Produktion von unseren Kunden kurzfristig übernehmen. Was heisst das: Bestellt ein Kunde eine neue Werkzeugmaschine, können wir den Fertigungsprozess inhouse entwickeln und bereits Komponenten fertigen. Wenn die neue Maschine geliefert wird, übergeben wir unserem Kunden alle Komponenten und CAM-Daten, damit seine neue WZM schnellstmöglich Gutteile produzieren kann. Das ist gerade bei den hoch komplexen Bauteilen ein enormer Vorteil.

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Warum ist es so wichtig, sich als Werkzeugmaschinenhersteller auf einen Bereich wie die Luft- und Raumfahrt zu konzentrieren, und wo liegen die Herausforderungen in diesem Umfeld?

R. Hungerbühler: Dass wir heute in der L&R so ausgezeichnet positioniert sind, liegt an unserem Kompetenzgefüge in diesem Umfeld. In der L&R-Technik werden komplexeste Komponenten hergestellt, die ohne spezifisch ausgelegte WZM nicht hergestellt werden können. Daraus entstanden ist beispielsweise unser extrem schlank bauender Gabelfräskopf, der auf die spezifischen Fertigungsanforderungen hin entwickelt wurde. Wie gesagt, wir sind Spezialisten im Bereich der Fertigung der oben genannten sechs L&R-Komponenten. Wir konzentrieren uns auf die produktivste Lösung bei geringsten Stückkosten. Das ist unsere Strategie. In diesem Umfeld müssen wir unseren Vorsprung halten und ausbauen. Unsere Anlagen müssen hoch produktiv sein, damit unser Kunde wettbewerbsfähig produzieren kann. Das heisst Haupt- und Nebenzeitenreduktion. Gerade bei den schwer zerspanbaren Materialen ist der Werkzeugverschleiss definitiv ein Kostentreiber. Wir wachsen an den Herausforderungen, mit denen uns die Kunden konfrontieren.

Was heisst das für Sie als Maschinenhersteller?

R. Hungerbühler: Wenn wir die Maschine, als auch den Prozess so auslegen, dass kurz auskragende Werkzeuge genutzt werden können, ist das ein wesentlicher Faktor, um die Standzeit der Werkzeuge zu erhöhen. Gleichzeitig erhöht sich das Zeitspanvolumen. Darüber ist man sich gar nicht so bewusst, aber je länger die Werkzeug-Auskragung, umso instabiler ist der Zerspanungsprozess. Bei normaler Stahlbearbeitung ist das heute eher unkritisch, aber wenn man Inconel, Hasteloy oder Titan zerspant, dann macht das einen gewaltigen Unterschied.

Gerade bei der Komponentenfertigung der Luft- und Raumfahrt müssen Geometrien gefertigt werden, die ohne Sonderwerkzeuge nicht fertigbar sind. Noch dazu in zum Teil anspruchsvollste Materialien wie Inconel. Über welche Kompetenzfelder verfügen Sie in der Werkzeugentwicklung und Produktion inklusive Beschichtung?

R. Hungerbühler: Das Werkzeug ist eines von mehreren wichtigen Komponenten, um den Gesamtprozess stabil und wirtschaftlich auszulegen. Die Auslegung des Werkzeugs spielt eine bedeutende Rolle. Wenn Sie heute die seit langem bekannten trochoidalen Fräsprozesse betrachten, dabei handelt es sich um ein kongeniales Zusammenspiel von der CAM-Programmierung über die WZM-Steuerung und Dynamik der WZM bis hin zu der auf diesen Prozess spezifisch ausgelegten Fräswerkzeuge. Eine solche Prozesskette spielt bei den Bauteilen, für die unsere Werkzeugmaschinenlösungen ausgelegt sind, eine ganz entscheidende Rolle. Hinzu kommen Automation und 24h-7T-Laufzeit. Dass heisst, die Werkzeuge müssen nicht nur für den Fertigungsprozess als solchen perfekt ausgelegt sein, sie müssen noch dazu über eine hohe Prozesssicherheit verfügen.

Apropos Werkzeuge, welche Rolle spielen Sonderwerkzeuge in diesem Segment?

R. Hungerbühler: Sonderwerkzeuge kommen dann zum Tragen, wenn sie bei den Fertigungsstrategien als auch bei der Gesamtkostenbetrachtung Vorteile generieren. Im Endeffekt geht es darum, die Kostenstruktur der Komponentenfertigung niedrig zu halten. Wir verfügen über eine auf die L&R-Fertigung spezifisch ausgelegte Werkzeugentwicklung, die die Werkzeuge prozessorientiert gemeinsam mit den CAM-Spezialisten entwickelt und schleift. Die Daten für die Fräser sind bei uns digital hinterlegt und können jederzeit abgerufen und damit auch nachgefertigt und -geliefert werden.

Wie viel Standard und wie viel Projektarbeit steckt in ihren Werkzeugmaschinen?

R. Hungerbühler: Aufgrund der Komplexität der Komponenten sind wir sehr projektspezifisch aufgestellt. Basis aller Fertigungslösungen sind unsere Standard-Bearbeitungszentren, die mit spezifischen Auslegungen auf die jeweilige Anwendung optimal ausgelegt wird.

Thema Inconel: Nicht selten müssen hochfeste Materialien zerspant werden. Was heisst das für die Maschinen- und Gesamtprozess-Konzeption, um hier effiziente Fertigungsprozesse zu realisieren?

R. Hungerbühler: Entscheidend ist aus konstruktiver Sicht des Werkzeugmaschinenbaus, dass die Spindelnase mit möglichst geringer Störkontur möglichst nah an den Bearbeitungsbereich des Bauteils rankommt. Warum ist das wichtig? Eine solche WZM-Konstruktion ermöglicht uns kurz auskragende Werkzeuge zu verwenden. Klassische Standard-Gabelköpfe beispielsweise sind zu voluminös, infolgedessen man längere Werkzeuge einsetzen müsste, die den Prozess instabiler machen würden. Unsere gesamte WZM-Konzeption ist so ausgelegt, dass wir über eine hochsteife Bearbeitungssituation verfügen. Hierzu zählt z. B. unser extrem kompakt bauender Gabelfräskopf, der auf die spezifischen Fertigungsanforderungen hin entwickelt wurde. Aus konstruktiver Sicht ist das enorm herausfordernd für unsere Entwicklungsingenieure. Die guten Fertigungsresultate sind der Lohn für die herausragenden Engineering-Leistungen der Mitarbeitenden unserer Entwicklungsabteilung.

Im Bereich der Strukturbauteilefertigung sind z. T. hohe Spanvolumen gefordert. Was bedeutet das für den Fertigungsprozess als solchen, was zeichnet einen – aus Ihrer Sicht – perfekten Zerspanungsprozess in der Strukturbauteilfertigung aus?

R. Hungerbühler: Das ist gut, dass Sie das thematisieren. Denn bisher wurden die Komponenten aus schwierig zu zerspanenden Werkstoffen hervorgehoben. Mit der Integration der Ecospeed-Baureihe in die Starrag-Gruppe sind zusätzlich Fertigungslösungen für Aluminium-Strukturbauteile hinzugekommen. Aluminium respektive Titan-Strukturbauteile erfordern sehr unterschiedliche Fertigungskonzepte, auch wenn die Bauteil-Formen ähnlich sind. Für Titanbearbeitung benötigen die Maschinen ein sehr hohes Drehmoment, hohe Dämpfung, kurze Werkzeugauskragungen, hohe Vorschubkräfte. Wir können die Dämpfung – über in der Maschine integrierte Dämpfungssysteme – über die Steuerung spezifisch anpassen. Bei Titan benötigen sie keine hohen Beschleunigungen, hier sindVorschubkraft und Drehmoment entscheidend. Unsere STC-X-Baureihe ist speziell für die Zerspanung von Strukturteilen aus Aluminium ausgelegt. Die Maschinen dieser Baureihe verfügen über enorme Dynamik, einen optimierten Spänefluss und entsprechende Spülung. Die Ecospeed ist zu 100 % auf grosse Alu-Strukturkomponenten ausgelegt.

Stichwort Ecospeed, die sie neu hier in Rorschach produzieren, können Sie kurz näher auf die Maschine eingehen?

R. Hungerbühler: Die Ecospeed ist spezialisiert auf die Hochvolumenzerspanung sehr grosser Komponenten. Dank ihrer Dynamik, ihrer speziellen Kinematik und ihrer enormen Leistungsfähigkeit erreichen unsere Kunden Stückzeiten, die für alle anderen Marktteilnehmer völlig unerreichbar sind. Die allergrössten Flugzeugstrukturteile aus Aluminium können damit in unvergleichbarer Produktivität zerspant werden. Die Ecospeed verfügt über einen kongenialen parallelkinematischen Z3-Kopf, das Gesamtkonzept ist weltweit einzigartig.

Eine letzte Frage: Die Schweiz ist – mit Ausnahme von Pilatus, zum Teil Ruag, – kein Luft- und Raumfahrt-­Eldorado. Wie kommt es, dass sich bei Starrag dieses L&R-Kompetenzfeld dermassen gut in der Schweiz entwickelt hat?

R. Hungerbühler: Wir sind zu 95 Prozent exportorientiert. Unsere Kunden sind nicht direkt vor unserer Haustür. Die Kompetenzfelder, die wir beherrschen, sind nicht breit gestreut. Aus der Tradition her betrachtet kommen wir sicher aus dem allgemeinen Turbinenbau, der in der Schweiz ausgezeichnet positioniert war und auch heute noch ist. Die Stufe hin zu Flugzeugtriebwerken ist technologisch bedeutend, aber nicht komplett anders. Generell ist es so, dass Schweizer Unternehmen sich auf technologische Nischenmärkte fokussieren. Die L&R ist genau eine solche Branche, wo wir uns einen Namen gemacht haben und wo wir uns auch in Zukunft noch stärker positionieren wollen.

SMM

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