Aerospace Excellence Center «Technologieexzellenz in der Luftfahrtindustrie»

Das DMG Mori Aerospace Excellence Center konzipiert und realisiert Prozesslösungen für anspruchsvollste Applikationen in der Luftfahrtindustrie. Der verantwortliche Leiter bei Deckel Maho in Pfronten, Michael Kirbach, spricht im Interview über Herausforderungen in der Branche.

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SMM: Herr Kirbach, das DMG Mori Aerospace Excellence Center konzipiert und realisiert Fertigungslösungen für die Luft- und Raumfahrttechnik. Welche Bedeutung hat diese Arbeit für DMG Mori?

Michael Kirbach: DMG Mori macht mehrere hundert Millionen Euro Umsatz mit Zerspanungslösungen für den Aerospace-Sektor. Damit sind wir die Nummer 1 unter den Werkzeugmaschinenbauern. Aufgrund strenger Vorschriften für die Herstellung fliegender und somit sicherheitsrelevanter Komponenten haben Kunden in der Luftfahrtindustrie spezifische Anforderungen an die Fertigung. Genau diese erforderliche Kompetenz bündeln wir im Aerospace Excellence Center. Mit über 20 Jahren Technologieerfahrung stehen wir den Anwendern zur Seite und sorgen zugleich für internen Wissensaufbau in den relevanten Märkten, damit unserer Kunden die jeweils bestmögliche Lösung von DMG Mori angeboten wird.

Hochdynamische Produktionsmaschine

Teilefertigung: Maximale Produktivität auf kleinstem Raum

Wie sieht das Aufgabenspektrum des Aerospace Excellence Centers aus?

M. Kirbach: Das Aerospace Excellence Center wird in allen Phasen der Kunden- und Auftragsakquisition miteinbezogen. Wir beraten unsere Kunden bei der Optimierung ihrer aktuellen Zerspanungsprozesse oder gestalten mit ihnen die Planung für sogenannte Green-Field-Projekte von Anfang an. Wir unterstützen Kunden beim Einstieg in die Luftfahrtindustrie durch brancheninternes Know-how für die Herstellung spezifischer Bauteile. Dabei geht das Spektrum von der reinen Beratung bis hin zur Lieferung ganzheitlicher Lösungen im Rahmen von Turnkey-​Projekten. Maschinen werden, wenn gewünscht mit Automation, inklusive des entwickelten und eingefahrenen Bearbeitungsprozesses geliefert – ein Bereich, der immer wichtiger wird. Im täglichen Geschäft erstellen Anwendungstechniker Machbarkeits- und Zeitstudien, die unseren Kunden die Poten­ziale der DMG-Mori-Maschinen aufzeigen. Be­sondere branchenspezifische und komplexe Anforderungen an die Werkzeugmaschinen basierend auf deren Anwendungen werden aufgenommen und in massgeschneiderten Lösungen an den Maschinen realisiert.

AMB 2018

Durchgängige Digitalisierung und Automation

Diese Arbeitsweise erfordert aber eine sehr enge Zusammenarbeit mit den Kunden?

M. Kirbach: Definitiv. Die Zusammenarbeit beginnt in sehr frühen Projektphasen. Das Feedback der Kunden treibt letztlich unsere Weiter- und Neuentwicklungen von Maschinen und deren Ausstattungen an. Dies kann zu kundenspezifischen Sonderlösungen führen, die wir später sogar als Standardoption übernehmen. Hinzu kommt eine enge Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Partnern wie Instituten und Hochschulen weltweit sowie zahleichen Industriepartnern vor allem aus dem Bereich der DMG Mori Qualified Products. Auf diese Weise sichern wir richtungsweisende Lösungen auch in der Zukunft.

Wie erleben Sie die wirtschaftlichen und technologischen Entwicklungen in der Luftfahrtindustrie?

M. Kirbach: Die globale Luftfahrtindustrie wächst seit einigen Jahren stetig. Dies ist getrieben durch neue treibstoffeffizientere Antriebe und entsprechend neue Flugzeuggenerationen. Zum Beispiel machen die sogenannten Single-Aisle-Flugzeuge in den kommenden 20 Jahren etwa 75 Prozent der zu erwartenden Gesamtstückzahlen an Passagierflugzeugen aus. Dazu gehören vor allem die neue Airbus-Familie A320neo und die Boeing B737max. Aber auch neue Grossraumflugzeuge der Airbus A350 ersetzen zunehmend ältere und weniger effiziente Flugzeuge dieser Klasse. Treiber für die Industrie ist der zu erwartende enorme Kapazitätsbedarf durch global zunehmendes Passagieraufkommen insbesondere in Asien.

Welche Folgen hat dieses Wachstum für die Produktion?

M. Kirbach: Nachdem die weltweite Herstellkapazität beispielsweise für die monatliche Ausbringung der Single-Aisle-Modelle bis etwa 2023/2024 geschaffen sein wird, wird sich der Bedarf an Produktionsequipment wahrscheinlich etwas verringern. Das Kapazitätsniveau wird dann aber in der Industrie auf einem noch nie dagewesenen hohen Niveau sein. Folglich werden Ersatzbeschaffungen und natürlich Investitionen in neue Technologien zur weiteren Produktivitätssteigerung einen hohen Stand erreichen. Insbesondere der Bereich der Reparatur und Instandsetzung von Luftfahrtkomponenten wird aufgrund der weltweit wachsenden Flugzeugflotte stark an Bedeutung zunehmen und neue Bedarfe an Werkzeugmaschinen und Technologien erzeugen.

Welche Herausforderungen sehen Sie in der Bearbeitung von Luftfahrtkomponenten?

M. Kirbach: Es geht um anspruchsvolle Materialien. Neue Werkstoffe wie zum Beispiel pulvermetallurgisch hergestellte Hochtemperaturwerkstoffe oder keramische Verbundwerkstoffe kommen hinzu. Diese werden zukünftig hinsichtlich der Zerspanbarkeit an Grenzen stossen. Die Produktionstrends liegen in der Luftfahrtindustrie im Bereich der Automatisierung, der Digitalisierung und in einem ganzheitlichen Denken der jeweiligen Prozessketten. Bei der Automation steht neben dem reinen Handling auch der Prozess im Vordergrund, um Gesamtprozesse zuverlässiger und reproduzierbarer zu gestalten. Der Green-Button-Prozess, also ein sicherer und zuverlässiger Prozess, der mittels automatischer Überwachung und Regelung ohne manuelle Eingriffe auskommt, ist ein gutes Beispiel dafür.

Die Prozessoptimierung ist sicherlich nötig, um wettbewerbsfähig zu bleiben?

M. Kirbach: Absolut. Heutige Stückzahlen und die hochwertigen Bauteile rechtfertigen diese Aufwände mehr als früher. Die Digitalisierung ist ein wesentliches Element, beispielsweise durch DMG Mori Technologiezyklen oder unser App-basiertes Steuerungs- und Bediensystem Celos. Hersteller von Luftfahrtkomponenten nutzen vermehrt die Möglichkeiten der Digitalisierung innerhalb der Maschine, um Prozesse besser zu analysieren, zu verstehen und damit zu optimieren – gegebenenfalls sogar adaptiv zu regeln. Viele Entwicklungen werden auch durch Hochschulen vorangetrieben, um später in der Praxis bei den Unternehmen mit einem akzeptablen Reifegrad Einzug in die Produktion zu finden.

Welche fertigungstechnologischen Fortschritte werden Besucher der EMO bei DMG Mori sehen können?

M. Kirbach: Wir zeigen Lösungen, die mittels der Digitalisierung zu sichereren, zuverlässigeren und somit produktiveren Prozessen führen, den bereits erwähnten Green-Button-Prozessen. Auf einer DMC 125 FD Duoblock demonstrieren wir den innovativen DMG Mori Technologiezyklus Easycenterset. Dabei handelt es sich um eine automatisch verstellbare Platte zwischen Palette und Bauteilvorrichtung, die den Mittenversatz des vorzentrierten Bauteils vermisst und automatisch mit einer Genauigkeit von einigen µm zentriert. Das dokumentierbare Ergebnis bietet dem Kunden hohe Prozesssicherheit beim Fräs-Drehen insbesondere beim Einsatz von Automationslösungen.

Werden zur EMO auch Weiterentwicklungen im Bereich des Maschinenhandlings gezeigt?

M. Kirbach: Ein Beispiel ist der Einsatz von Winkelköpfen für Gehäusebauteile. Schwer zerspanbare Nickel- und Titanlegierungen sorgen für einen hohen Werkzeugverschleiss. Zudem hat der Einsatz unterschiedlichster Werkzeuge häufige Werkzeugwechsel zur Folge. Um manuelle Eingriffe und eine Unterbrechung der Bearbeitung mit den bekannten Risiken zu vermeiden, ermöglichen wir einen komplett automatisierten Ablauf. Sogar schwere Winkelköpfe bis zu 50 kg und 90 Nm Kippmoment lassen sich im Radmagazin der Duoblock- und Portal-Baureihe – auf der EMO zeigen wir dies am Beispiel einer DMC 125 FD Duoblock – verwenden und deren Frontwerkzeuge beliebig ein- sowie auswechseln. Mit der besonders steif ausgelegten Schnittstelle für den Winkelkopf realisieren wir neben der Innenbearbeitung auch eine produktive Zerspanung mit negativen Winkeln mit der B-Achse bei der Aussenbearbeitung.

Was für Neuerungen gibt es im Bereich der kompakteren Monoblock-Bearbeitungszentren?

M. Kirbach: Für die Monoblock-Baureihe ist nun auch die vollständige Technologieintegration Schleifen verfügbar. Auf einer DMC 65 FD Monoblock zeigen wir die Programmierung unterschiedlicher Schleifarten mittels unserer exklusiven DMG Mori Technologiezyklen. Dies erfolgt lediglich durch Eingabe von Parametern. Sensoriken in der Abrichteinheit sowie in der Spindel sorgen für die prozesssichere Verwendung der Technologie. Insbesondere für kleinere rotierende Triebwerksbauteile und im Instandsetzungsgeschäft (MRO) sind die Monoblock-Maschinen eine sinnvolle Ergänzung zur Duoblock- und Portalbaureihe.

Welches Live-Demonstration dürfen Besucher des DMG-Mori-Messestandes auf keinen Fall verpassen?

M. Kirbach: Unser Highlight im Aerospace-Bereich ist eine umfängliche Prozesskette zur Herstellung einer Turbinenscheibe aus Inconel 718 auf der DMC 65 FD Monoblock. Angefangen bei der Engineering-Phase mit Hilfe von Siemens NX CAM, Reni­shaw Productivity+ und Vericut zeigen wir digitale Lösungen beim Rüsten der Maschine bis hin zur eigentlichen Zerspanung. Dort kommen unterschiedliche Werkzeuge von Sandvik Coromant aus Keramik, CBN und Hartmetall zum Einsatz. Auch die Schleifintegration demonstrieren wir. Während und nach dem Prozess wird mittels Im-Prozess-Messen die Qualität der Bearbeitung überwacht und bei Bedarf geregelt. Mittels Renishaw-Sprint-System werden schwierig messbare und für solche Bauteile typische Eigenschaften wie Bohrungsradien oder Bearbeitungsstufen gemessen und ausgewertet. Das Tool Control Center (TCC) erfasst parallel zum Prozess die Kräfte und Biegemomente am Werkzeug, um hier die Fähigkeit solcher Systeme für die Herstellung sicherheitskritischer Bauteile wie Turbinenscheiben zu demonstrieren. Ziel wird es zukünftig sein, alle prozessrelevanten Input- und Output-Daten dem Kunden über eine einfache Schnittstelle zur Verfügung zu stellen. Damit können weitere Analysen zur Verifikation der Ergebnisse erstellt werden. Zukünftige Rückschlüsse sollen auf die Prozessstabilität getroffen und auftretende Anomalien im Prozess in Echtzeit erkannt werden. SMM

EMO 2019: Halle 2

Erfolgreich mit Industrie 4.0

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