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Luft- und Raumfahrt

Deutliche Kostensenkung

25.08.2010

Besonders leichte und widerstandsfähige Materialien erfordern bei der Bearbeitung hohes Werkzeug-Know-how. In Zusammenarbeit mit Premium Aerotec entwickelte Hufschmied eine neue Fräserlinie für Composite-Werkstoffe.

Die Reduktion des Verbrauchs und der Emissionen führt in der Automotive- und Aerospace-Industrie immer stärker zum Einsatz von besonders leichten und gleichzeitig hochresistenten Werkstoffen. Die Verarbeitung dieser Verbundwerkstoffe stellt dabei auch besondere Anforderungen an die Werkzeughersteller.

Bauteile aus CFK-Materialien werden heute individuell auf ihre Leistungsanforderungen etwa in punkto Festigkeit, Temperaturresistenz oder Gewichtsoptimierung entwickelt. Anders als bei Bauteilen aus klar spezifizierten Metallen sind die Anforderungen in der Bearbeitung hier sehr unterschiedlich. Große Probleme gibt es häufig in der Bearbeitung von Bohrungen oder Senkungen für Nieten, wo es aufgrund von Ausfaserungen, Rissen oder Narben zu Ausschuss oder kostenintensiven Nacharbeiten kommt.

Mit dieser Problemstellung kam Premium Aerotec vor zwei Jahren zu Hufschmied: Beim Bohren von Senkungen für Nieten in der Bearbeitung von Rumpf-Mittelteilen aus CFK HTS war es mit Werkzeugen eines anderen Anbieters immer wieder zu Rissen und Narben im Gefüge gekommen. Die damals bei Premium Aerotec verwendeten PKD-Senkwerkzeuge verfügten über zwei und drei Schneiden.

Aufbauend auf seiner Erfahrung und Entwicklungskompetenz ging Hufschmied an diese neue Aufgabe. Zunächst wurden Bohr-Tests mit der Hufschmied-Fiber-Drill-Technologie durchgeführt, wie sie bereits bei zahlreichen CFK-Bearbeitungen erfolgreich eingesetzt wird. Diese zeigten bereits deutliche Verbesserungen in Qualität und Produktivität.

Zwei Prozesse in einem Werkzeug
Das Hufschmied-Entwicklungsteam sah allerdings noch weiteres Optimierungspotenzial und integrierte in den Fiber-Drill-Bohrer noch einen Fiber-Shark-Senker, so dass statt zwei Bearbeitungsschritten ein integrierter Prozess möglich wurde. Diese Innovation wurde in enger Zusammenarbeit von Hufschmied Labor und Premium Aerotec zur Serienreife entwickelt.

Mit der neuen Produktlinie steht nun ein kombinierter Bohr-Senker für CFK-Werkstoffe zur Verfügung, der die Qualitätsvorgaben in der Senkung und in der Bohrung absolut prozesssicher erfüllen soll. Dank der Eliminierung des Vorbohrprozesses konnte darüber hinaus eine Kostenreduzierung von 28 Prozent pro Bauteil erreicht werden.

Mit der patentierten nanokristallinen Diamantbeschichtung DIP sollen mindestens 3000 Bohrungen pro Werkzeug möglich sein, was alle bekannten Standzeiten von Bohrungen in CFK deutlich übertrifft und bislang bekannte Delaminationsprobleme am Ein- oder Austritt der Bohrung lösen soll.

Die zu bearbeitenden Bauteile finden ihren Einsatz im Airbus A380, A400M, im Boeing Dreamliner sowie zukünftig auch im A350. Neben der Kostenreduzierung versprechen die Werkzeuge hohe Prozesssicherheit und exzellente Qualität der Bearbeitungen sowie eine markante Erhöhung der Standzeiten.