Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist ein Innovationstreiber: Viele zentrale Flugzeugkomponenten werden laufend weiterentwickelt. (Bild: Studer)
Es war ein Wendepunkt in der Geschichte der Menschheit, als der ‚Wright Flyer‘ im Jahre 1903 als erstes motorisiertes Flugzeug zu einem erfolgreich kontrollierten Flug abhob. Heute, mehr als 120 Jahre nach dem Jungfernflug der Gebrüder Wright, finden täglich über 200.000 Flüge statt, um Passagiere und Fracht rund um den Globus zu transportieren.
Für die moderne Weltwirtschaft ist die Luftfahrtindustrie unverzichtbar geworden, mit vielen Millionen Arbeitsplätzen und immenser Bedeutung für Logistik, Tourismus und Handel. Diese Entwicklung hält weiter an, allein bei den globalen Passagierzahlen rechnet der Branchenverband IATA für die kommenden zwei Jahrzehnte mit einem jährlichen Anstieg um durchschnittlich 3,8 Prozent.
Dieser positive Trend führt weltweit zu steigenden Aufträgen, sowohl bei den großen Flugzeugherstellern als auch bei den Luftfahrt-Zulieferern. Denn es ist heute nicht mehr so wie noch zu den Zeiten der Gebrüder Wright, welche die meisten Komponenten ihres ‚Wright Flyers‘ in der eigenen Werkstatt fertigen konnten. Moderne Luftfahrzeuge lassen sich nicht ohne die Mitarbeit von hochspezialisierten Zulieferern bauen, die beispielsweise Triebwerke, Fahrwerke, Rumpfkomponenten, Avionik-Technik oder das Kabineninterieur herstellen.
Komplettbearbeitung in einer Aufspannung
„Jeder Hersteller muss heute effizienter werden – sowohl beim Produkt als auch in der Produktion“, sagt Martin Hofmann, Sales Director North America und Aerospace-Fachmann bei Studer. Maschinenbauer wie der Schweizer Hersteller für hochpräzise CNC-Rundschleifmaschinen spielen sowohl bei Zulieferern als auch den Original Equipment Manufacturers, kurz OEM, eine entscheidende Rolle, weil ihre Fertigungsanlagen in der Luftfahrt wichtige Bauteile herstellen. Beispielsweise werden auf der CNC-Universal-Rundschleifmaschine S31 Ritzelwellen für Helikoptergetriebe hergestellt.
Die Kunden profitieren hierbei von der Fähigkeit der Komplettbearbeitung in einer Aufspannung, was engste Lagetoleranzen ermöglicht. Auch entfallen dadurch das Umspannen sowie unproduktive Liegezeiten. Die Bearbeitungszeit wird durch den Einsatz oberflächengerechter Schleifscheiben reduziert. Moderne Sensorik, eine individuell einstellbare Schnittgeschwindigkeit oder der programmierbare Kühlmitteldruck für Schrupp- und Feinschlichtarbeiten eröffnen weitere Optimierungsmöglichkeiten für den gesamten Schleifprozess auf spezifische Werkstücke.
Ein weiteres Beispiel sind Steuerkolben für Flugzeuge, die mit Blick auf die geometrischen Toleranzen zu den anspruchsvollsten Bauteilen überhaupt gehören. Früher wurden diese auf konventionellen Anlagen durch erfahrenes und speziell geschultes Personal gefertigt, heute erledigt dies eine moderne CNC-Universal-Rundschleifmaschine wie die S41 automatisch. Denn sie lässt sich wie alle Studer-Rundschleifmaschinen für die kundenindividuellen Einsatzbedingungen konfigurieren und optimieren. Dank einer Spezialvorrichtung mit Längspositioniertaster auf dem Längstisch, die die Abtragswerte automatisch festlegt, kann die S41 sowohl symmetrische als auch asymmetrische Steuerkolben in einer Aufspannung schleifen – und das mit einer Präzision von ein bis zwei Mikrometern.
Derzeit spüre die gesamte Branche einen zunehmenden Trend zu immer besseren Materialien, optimierter Aerodynamik, Sensorik und Datenanalyse oder effizienteren Triebwerken, erläutert Hofmann. „Wir unterstützen unsere Kunden deshalb mit innovativen Fertigungstechnologien, damit sie noch erfolgreicher sein können.“
Kühlen und Schmieren
Beispielsweise hat Studer mit dem SmartJet eine automatische und effizientere Technologie für das Kühlen und Schmieren im Schleifprozess entwickelt, die bis zu 40 Prozent weniger Kühlschmiermittel und bis zu 50 Prozent weniger Energie als herkömmliche Methoden verbraucht.
Und WireDress, ein innovatives Abrichtverfahren für metallgebundene CBN- und Diamantschleifscheiben, eröffnet neue Möglichkeiten für schwer zu bearbeitende Materialien, die in der Luft- und Raumfahrt häufig Verwendung finden.
Auch das berührungslose Vermessungssystem LaserControl, das Werkstückmasse direkt in der Maschine bis in den Mikrometerbereich hinein erfasst, ist in der Luft- und Raumfahrt von großem Vorteil, weil die Bauteil-Geometrie hier besonders exakt sein muss.
Studer S41
Die S41 ist eine CNC-Universal-Rundschleifmaschine für große Werkstücke. Sie verfügt über Spitzenweiten von 1.000/1.600 Millimeter und Spitzenhöhen von 225/275 Millimeter. Sie bearbeitet Werkstücke mit einem Maximalgewicht von 250 Kilogramm. Die S41 ist eine CNC-Universal-Rundschleifmaschine der neuen Generation. Sie verfügt über viele technische Finessen wie zum Beispiel dem revolutionären StuderGuide-Führungsbahnsystem, hochpräzisen Achsantrieben mit Linearmotoren, extrem schnellem Direktantrieb der B-Achse oder auch einer noch größeren Auswahl an Schleifkopfvarianten.
Als einen großen Vorteil von Studer-Rundschleifmaschinen der neuen Generation sieht Hofmann zudem deren zukunftsfähige Hard- und Softwarearchitektur C.O.R.E. und die intelligente Studer-Software mit umfassenden digitalen Fähigkeiten. Dazu gehören eine intuitive Bedienung, Prozess- und Datenvisualisierung sowie standardisierte oder kundenindividuelle Automatisierungssysteme. „Dabei steht bei uns immer der Mensch im Zentrum, die Technologie soll ihn unterstützen“, erklärt er. Somit sind Studer-Maschinen bereits nach kurzer Einarbeitungsphase selbst von weniger spezialisiertem Personal effizient bedienbar und liefern erstklassige Ergebnisse. Das ist gerade in Zeiten des zunehmenden Fachkräftemangels wichtig, von dem auch die Luftfahrtindustrie betroffen ist.
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Technischer Fortschritt
Auf Bedürfnisse in der Branche mit Innovation und technischem Fortschritt reagieren: Studer kann als Maschinenhersteller hierbei auf eine Historie zurückblicken, die beinahe so alt ist, wie die moderne Luftfahrt selbst. Denn keine zehn Jahre nach dem Flug der Gebrüder Wright schrieb der Schweizer Fritz Studer im Jahre 1912 mit der Gründung seines Betriebs Schleifgeschichte. „Eine zeitlose Qualität, die besonders unsere Kunden in der Luft- und Raumfahrt schätzen, ist die sehr hohe Genauigkeit und wiederholbare Prozesssicherheit von Studer-Rundschleifmaschinen“, betont Hofmann. Denn diese Eigenschaften sind hier besonders wichtig, da die Bauteile keine Abweichungen aufweisen dürfen, hohen Kräften standhalten müssen und oft aus schwer zu bearbeitenden Materialien bestehen.
Die flexiblen und prozesssicheren Anwendungsmöglichkeiten der Rundschleiftechnologie sind hierbei ein großer Vorteil und Studer bietet ein breites Portfolio an hochpräzisen CNC-Maschinen für das Außen- und Innenrundschleifen, auf denen sich eine Vielzahl von Luft- und Raumfahrtkomponenten unterschiedlicher Größen, Geometrien und Gewichtsklassen fertigen lassen. Für moderne Passagierflugzeuge kommen Studer-Rundschleifmaschinen an vielen Stellen als Fertigungsanlagen zum Einsatz. Zum Beispiel können die S31, S33 und die favorit durch Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, kurz HVOF, beschichtete Fahrwerkskomponenten bis auf wenige Mikrometer genau schleifen. Gleiches gilt für die in der Luft- und Raumfahrt so wichtigen Probekörper bei der Materialprüfung für bestimmte Prozesse – Dog Bone Specimens.
Studer favorit
Die favorit ist eine CNC-Universal-Rundschleifmaschine für kurze bis lange Werkstücke in der Einzel- und Serienfertigung. Die favorit verfügt über Spitzenweiten von 400/650/1.000/1 600 Millimeter und eine Spitzenhöhe von 175 Millimeter. Sie bearbeitet Werkstücke mit einem Maximalgewicht von 150 Kilogramm. Die Rundschleifmaschine ist universell einsetzbar und dank StuderPictogramming einfach und schnell zu programmieren. Ihr Maschinenbett aus Mineralguss Granitan S103 gleicht kurzfristige Temperaturschwankungen weitgehend aus. Mit verschiedenen Optionen wie Messsteuerung, Auswuchtsystem, Anschlifferkennung und Längspositionierung lässt sie sich nachträglich an andere Schleifaufgaben anpassen.
„Der Wettbewerb in der Luftfahrt bleibt hart umkämpft und wir können als Maschinenhersteller entscheidend zum Erfolg unserer Kunden beitragen“, fasst Hofmann zusammen. Der vertrauensvolle regelmäßige Austausch über Optimierungspotenzial in der Produktion gehört für ihn genauso zur Unternehmenskultur wie der renommierte Customer Care von Studer in zahlreichen Landessprachen und die kompetente Beratung und Installation beim Erwerb einer neuen Anlage.
Quelle: Fritz Studer AG
FAQ zu Schleifmaschinen in der Luftfahrt
Was sind Schleifmaschinen und wofür werden sie in der Luftfahrt eingesetzt?
Schleifmaschinen sind hochpräzise Werkzeugmaschinen, die Oberflächen und Geometrien von Werkstücken mit minimalen Toleranzen bearbeiten. In der Luftfahrtindustrie werden sie für Komponenten wie Triebwerkswellen, Fahrwerksbauteile, Steuerkolben oder Getriebeteile eingesetzt, bei denen höchste Maßgenauigkeit gefordert ist.
Warum spielen Schleifmaschinen in der Luftfahrt eine so große Rolle?
Flugzeugkomponenten müssen extremen Belastungen standhalten und dürfen keinerlei Maßabweichungen aufweisen. CNC-Rundschleifmaschinen wie die von Studer ermöglichen die Komplettbearbeitung in einer Aufspannung – dadurch werden Präzision, Wiederholgenauigkeit und Wirtschaftlichkeit entscheidend verbessert.
Welche Technologien machen moderne Schleifmaschinen effizienter?
Technologien wie SmartJet zur Reduzierung des Kühlmittel- und Energieverbrauchs, das WireDress-Verfahren für das Abrichten metallgebundener CBN- und Diamantschleifscheiben oder die C.O.R.E.-Architektur mit digitaler Prozesssteuerung erhöhen Effizienz und Nachhaltigkeit erheblich.
Wie hilft Digitalisierung beim Schleifen von Luftfahrtkomponenten?
Digitale Steuerungen, Prozessdatenanalyse und integrierte Sensorik ermöglichen eine präzise Überwachung jedes Schleifvorgangs. Systeme wie StuderWIN oder die C.O.R.E.-Plattform bieten Bedienkomfort, Datentransparenz und eine bessere Integration in vernetzte Fertigungssysteme der Luftfahrtzulieferer.
Welche Studer-Maschinen sind besonders für die Luftfahrt geeignet?
Für die Luftfahrt eignen sich insbesondere die Modelle S31, S33, S41 und favorit. Sie sind modular aufgebaut, individuell konfigurierbar und können sowohl Außen- als auch Innenrundschleifen in einem Arbeitsgang durchführen – ideal für komplexe Bauteile aus Titan oder Nickelbasislegierungen.
Wie tragen Schleifmaschinen zur Nachhaltigkeit in der Luftfahrt bei?
Durch präzisere Bearbeitung, geringeren Materialverbrauch und energieeffiziente Kühl- und Abrichtsysteme senken moderne Schleifmaschinen den CO₂-Fußabdruck in der Fertigung erheblich. Gleichzeitig steigern sie die Lebensdauer der Bauteile – ein zentraler Faktor für nachhaltige Produktion.
Welche Trends prägen die Zukunft der Schleiftechnik in der Luftfahrt?
Zukünftige Entwicklungen konzentrieren sich auf Automatisierung, KI-basierte Prozesssteuerung, Energieeffizienz und die Bearbeitung neuer Materialien wie Verbundwerkstoffe. Studer investiert gezielt in diese Bereiche, um die Luftfahrtproduktion weiter zu optimieren.
bearbeitet von: Sabine Königl