Meilensteine
der Titanbauteilfertigung

Erstmalig veranstalten 13 Mitglieder des Machining Innovations Network eine Sonderschau: Während der EMO (19. bis 24. September) zeigen sie aktuelle Highlights und Meilensteine der spanabhebenden Fertigung von Titanstrukturbauteilen.

Dem Werkstoff Titan kommt in zukünftigen Flugzeugprogrammen – zum Beispiel dem Airbus A350 – eine besondere Bedeutung zu, da diese Flugzeuge zu einem großen Anteil aus Verbundwerkstoffen wie CFK (Karbonfaser verstärkte Kunststoffe) gebaut werden. Aufgrund der Materialeigenschaften von CFK ist der Einsatz von Titan notwendig. Titan ist allerdings als Material extrem schwer zu bearbeiten und stellt die Zerspanung vor neue Herausforderungen und ambitionierte Ziele: Schnelligkeit, Präzision und Flexibilität müssen gesteigert sowie gleichzeitig Kosten gesenkt und Zeit gespart werden.

Die Sonderschau setzt sich aus einer gut komponierten Mischung von Forschungsinstituten und hochinnovativen Unternehmen der Prozesskette zusammen. Als Anwender in der spanabhebenden Fertigung runden die Deharde Maschinenbau Helmut Hoffmann GmbH, Spezialist für Fertigungs- Präzisionslösungen im Maschinenbau, sowie die Premium Aerotec, weltweit führender Lieferant für zivile und militärische Luftfahrtstrukturen, die Sonderschau ab.

Eine Herausforderung ist die Prozesssicherheit in der Titanzerspanung. Ist diese nicht gewährleistet, können hohe Schäden beispielsweise an der Maschine oder durch den Verlust eines Bauteils entstehen. Die ARTIS GmbH ist Spezialist beim Thema Prozessüberwachung und derzeit der mit Abstand größte Lieferant von Überwachungssystemen und Lösungen für Neumaschinen.

In der Zerspanung werden häufig Randprozesse vernachlässigt. Ein Beispiel ist der Kühlschmierstoff. Die Blaser Swisslube GmbH hat speziell für die Titanzerspanung einen neuen Kühlschmierstoff entwickelt, der eine bis zu 30 Prozent höhere Werkzeugstandzeit verspricht.

Von besonderer Bedeutung bei der Bearbeitung von Titan sind Maschine und Werkzeug. Verbindungselemente zwischen diesen sind zum einen Spindeln, die enorme Kräfte auf Werkzeug und Bauteil übertragen müssen. Das Unternehmen Franz Kessler GmbH stellt eine Motorspindel speziell für die Luftfahrtindustrie vor. Eine weitere Schnittstelle ist das Werkzeugaufnahmesystem, das auf der Sonderschau auch durch die Bilz Werkzeugfabrik GmbH & Co. KG abgebildet wird. Spezielle Werkzeuge für die Luftfahrtindustrie wird auch die Karl Heinz Arnold GmbH präsentieren.

Hochdruckkühlung

Das Thema der Hochdruckkühlung wird ebenfalls bei der Sonderschau betrachtet. Zur signifikanten Steigerung von Produktivität und Prozesssicherheit bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe müssen Prozess- und Kühlschmierparameter als auch das Werkzeugdesign optimal aufeinander abgestimmt werden. Die ISCAR Germany GmbH und das Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen präsentieren aktuelle Ergebnisse zur Abstimmung aller Einstellparameter, die mit minimaler hydraulischer Leistung einen maximalen Benefit erzielen.

Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen IIFWl wird bei der Sonderschau neueste Forschungsergebnisse vorstellen sowie zeitgleich zur EMO und gemeinsam mit dem Machining Innovations Network das elfte Luft- und Raumfahrtseminar am 22. und 23. September durchführen. Im Mittelpunkt der Veranstaltung steht die Herstellung und Bearbeitung von Faserverbundkomponenten und metallischen Werkstoffen für die Luftfahrtindustrie.

Live-Zerspanung

Die Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten im Fertigungsprozess zeigt sich am deutlichsten in der Anwendung. Das Zusammenwirken von Werkzeug, Werkzeugaufnahme und Maschine wird durch die Haimer GmbH, Sandvik Coromant und die Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH präsentiert.

Sandvik Coromant hat Komplettlösungen speziell für schwer zerspanbare Werkstoffe mit erhöhten Fertigungsanforderungen und dem Bedarf an zeit- und kostenoptimierten Prozessen entwickelt. Innovative Bauteilsimulationen sowie eine herausragende Expertise bei der Bearbeitung von Werkstoffverbunden wie CFK-Titan-Aluminium gehören zu den Kernkompetenzen des Unternehmens.

Haimer stellt sein Safe-Lock-System in der Anwendung vor, mit dem die Schruppbearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe revolutioniert wird. Safe-Lock Power Shrink Chucks von Haimer vereinen besten Rundlauf und absolute Auszugsicherheit in sich.

Heller wird auf der Sonderschau die neue Werkzeugmaschine FT 2000 vorstellen, die nahezu maßgeschneidert für die Zerspanung von Titan ist. Bewährte Maschinenkomponenten wurden mit einer speziell für die 5-Achs-Titanzerspanung ausgelegten Maschinenstruktur und Achsausführungen kombiniert. Dementsprechend ist das Bearbeitungszentrum FT 2000 mit einer HSK63 Werkzeugaufnahme und 242 Nanometern Drehmoment auf hohe Leistungsfähigkeit ausgelegt.