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Die Luft- und Raumfahrtindustrie stellt höchste Anforderungen an die Lochfertigungstechnologie
Die Luft- und Raumfahrtindustrie stellt höchste Anforderungen an die Lochfertigungstechnologie


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Nate Craine & Greg Torres
Allied Machine & Engineering

Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist heute größer als je zuvor. Da immer mehr Personen den Luftverkehr in Anspruch nehmen, werden laut der globalen Marktprognose von Airbus in den nächsten 20 Jahren 33.000 neue Passagier- und Frachtflugzeuge benötigt. Zwischen den jüngsten Bemühungen in der Raumfahrt und dem steigenden Luftverkehr sehen sich die Hersteller ständig neuen Problemen gegenüber. In der Luft- und Raumfahrt sind die benötigten Teile oft einzigartig oder neu konzipiert und die Lieferfristen sehr eng gesetzt. Da sich die Materialien ständig ändern, müssen Hersteller in der Lage sein, so schnell wie möglich neue Wege zu finden, wie sie sicher und effektiv durch diese Materialien bohren können. Bei Allied Machine & Engineering stellen sich die Ingenieure jeden Tag diesen Herausforderungen und können auf eine lange Erfolgsgeschichte in der Luft- und Raumfahrtindustrie zurückblicken.

Anforderungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie

Luft- und Raumfahrttechnologie ist stark abhängig von speziell gefertigten Teilen und neuen oder wechselnden Designs. Die Herstellung eines Teils für ein Luft- oder Raumfahrzeug, das regelmäßig hohen Geschwindigkeiten und extremen Höhen und/oder Weltraumbedingungen standhalten muss, erfordert eine Arbeit mit besonderen Materialen und den Umgang mit einzigartigen Problemstellungen. Teile für Luft- und Raumfahrzeuge werden immer leichter und langlebiger konstruiert. Wenn die Branchenführer mit neuen Ideen kommen, werden die Hersteller mit engen Lieferfristen konfrontiert. Sie sollen innerhalb von kurzer Zeit etwas erschaffen und zusammenstellen, das es bisher in der Luft- und Raumfahrtindustrie noch nie gegeben hat.

Ingenieure müssen mit Herstellern zusammenarbeiten, um die besten Werkzeuge für die Projekte zu finden. Die Konstruktion neuer Bohraufsätze mit Spezialbeschichtungen und Substraten für eine erfolgreiche Anwendung bei modernen Materialien gehört zu den täglichen Herausforderungen. Neue Teile und Versuchsteile benötigen manchmal individuell gefertigte Schneidkanten, und für die heutigen leichten Materialien braucht man neue Substrate, Beschichtungen und Kantenvorbereitungen. Ein anderes Mal wird mehr Kraft hinter den Maschinen benötigt, d. h. mehr Z-Achsen-Schub zusätzlich zu einem besseren Bohrer, um durch einen Verbundwerkstoff zu bohren. Wird die Aufgabe nicht korrekt oder mit unpassendem Werkzeug ausgeführt, können im schlimmsten Fall das Material oder der Bohrer schmelzen oder brechen. Es ist auch möglich, dass das Werkzeug die Bohrung nicht abschließen kann oder bereits nach nur einigen wenigen Bohrungen verschleißt, was einen häufigen Austausch erfordert, und somit Zeit und Geld vergeudet. Damit sie genau das herstellen, was benötigt wird, müssen die Hersteller bei dem Projekt eng mit den ursprünglichen Ingenieuren zusammenarbeiten. Um in der Branche Schritt halten zu können, müssen Entwürfe und kompetente Ingenieure mit Werkzeugen und realistischen Verfahren einhergehen, sodass die Aufgabe zügig und budgetgerecht oder sogar günstiger durchgeführt werden kann.

Machbarkeitsnachweis

Zum Beispiel musste ein Kunde in einer Fallstudie bei Allied Machine & Engineering hochwertige Präzisionsteile aus Edelstahl für Komponenten herstellen, die in der Wirtschaft, dem Militär und der Raumfahrtindustrie benötigt wurden. Sobald die Produktion ihrer Bestellung begann, verwendeten sie fünf verschiedene Werkzeuge in einem mehrstufigen Verfahren, um die Aufgabe zu bewältigen. Die Herstellung jedes Teils dauerte 18 Minuten und 41 Sekunden, und der Einsatz verschiedener Werkzeuganwendungen führte zu Qualitätsproblemen. Die Werkzeugkosten waren erheblich höher als erwartet, da die Werkzeuge aufgrund von Verschleiß häufig erneuert werden mussten. Allied empfahl ein Werkzeug, das dieselbe Aufgabe in 30 Sekunden pro Teil erledigen konnte, und brachte dem Kunden dadurch jährliche Kosteneinsparungen von 81.684 $.

In einem anderen Fall verwendete ein Hersteller zum Zerspanen an Fahrwerken ein ineffektives Werkzeug, das 15 Minuten zum Bohren eines Lochs benötigte und bereits nach der Bearbeitung von zwei Teilen ausgetauscht werden musste. Jeder neue Bohrkopf kostete 5.000 $, was hinsichtlich ihres Budgets und der Lieferfristen einfach nicht machbar war. Die empfohlene Änderung reduzierte die Bohrzeit auf 1 Minute und 20 Sekunden pro Teil mit einem Werkzeugstandweg von 43 Bohrungen vor einem Austausch.

Die kürzlich erfolgte Übernahme der Wohlhaupter GmbH, einem weltbekannten deutschen Hersteller von Feinbohrwerkzeugen, ermöglicht es Allied Machine, mit seinem Angebot an hochpräzisen Bohrköpfen mit Digitalanzeige sogar noch komplexere Anwendungen zu bewältigen.  Der Bestand an Fertigwaren von Wohlhaupter-Feinbohrwerkzeugen hat sich in den USA mehr als verdoppelt, seit Allied sich auf die höhere Produktnachfrage durch Luft- und Raumfahrtunternehmen einstellt, die häufig das Ergebnis von wichtigen Entscheidungen in letzter Minute ist.

Vorausplanung

Genau diese Art von Wissen und Innovation wird heutzutage in der Luft- und Raumfahrtindustrie gebraucht. Die Hersteller müssen kreativ sein, schnell handeln und bereit sein, sich allem mit einem klaren Kopf zu stellen, mit dem die Branche sie konfrontiert. Firmen wie SpaceX und Blue Origin starten bemerkenswerte und experimentelle Projekte, bei denen sie Technologien und Materialien der Spitzenklasse verwenden. Unternehmen wie Boeing und Airbus erweitern die Grenzen moderner Technologien, um das leistungsfähigste und effizienteste Flugzeug zu entwickeln. Die Lochfertigungstechnologie, die beim Trennen und Montieren in diesen Projekten Anwendung findet, muss mit diesen Branchenführern mithalten können.



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