Flexibilität verleiht Flügel

Der Hersteller von Flugzeugkomponenten, Alenia-Aermacchi im italienischen Venegono Superiore, hat die eigene Fertigungslinie um ein 5-achsiges Bearbeitungszentrum ergänzt. Mit der Maschine namens Flymill soll die Produktionskapazität im Bereich Bohren und Fräsen gesteigert werden.

„Der Fräs- und Bearbeitungsprozess an und für sich“, erklärt Massimo Luraschi, Produktionsleiter bei Alenia-Aermacchi, „hat sich mit dieser neuen Maschine nicht besonders verändert. Wir haben jedoch einen stetig wachsenden Bedarf danach, verschiedene Materialien zu be- und verarbeiten.“

Darüber hinaus müssten dreidimensionale Komponenten produziert und Produktions-Prozesse vollzogen werden können, die solch ein hochpräzises Bearbeitungszentrum verlangten. Die Spanne der vom italienischen Unternehmen produzierten Komponenten und Teile ist sehr weit. Sie reicht von kleinen Luken bis hin zum gesamten Rumpf und den Flügeln, von der Profilvorderkante des Rumpfes bis zu Teilen des Enteisungssystems. „Wir haben uns daher für eine Maschine entschieden, die einen geräumigen Arbeitsraum bietet, um die hohen Produktionsanforderungen zu vereinfachen. Des Weiteren ist sie flexibel genug, um an zwei Stationen zu arbeiten,“ erklärt Luraschi die getroffene Wahl.

In der Luftfahrtindustrie, wie auch in anderen Industriezweigen, besteht generell die immer weiter zunehmende Forderung nach absoluter Präzision und „Null“-Toleranz. „Die Teilnahme an einer Reihe von Produkt-Entwicklungs- und Produktions-Programmen hat zu einer strafferen Fertigungssteuerung geführt,“ beschreibt er die Situation. „Wir hatten die Möglichkeit, uns Breton-Maschinen bei unseren Zulieferern im laufenden Prozess anzuschauen. Danach haben wir die Bandbreite potenzieller Lieferanten auf diejenigen beschränkt, die unseren Anforderungen im Bereich Produktionsflexibilität und Produktivität, aber vor allem im Bereich der 5-Achsen-Bearbeitung entsprochen haben,“ erläutert der Ingenieur weiter.

Einen Kunden wie die Alenia-Aermacchi aus der Luftfahrtindustrie zu haben, bedeutet für die Breton Spa, mit Sitz im italienische Castello di Godego, einen wichtigen Erfolg, der die Tür zu einem schwierigen Markt öffnet. Vor dem Geschäftsabschluss lag jedoch ein langer, arbeitsreicher Weg. Die Entwicklung der Maschine, so wie sie der Kunde wünschte, war keine einfache Aufgabe. „Wir haben mit Breton Seite an Seite gearbeitet“, beschreibt Luraschi, „und jede Menge Ideen entwickelt. Dabei akzeptierten wir einige der angebotenen Lösungen, zeigten aber auch unsere Probleme auf. Dieser Prozess führte dazu, dass einige Teile und Features der Maschine überarbeitet wurden.“

Man kann hier von einer fruchtbaren Zusammenarbeit sprechen, die das Ziel hatte, eine gemeinsame Lösung zu erreichen, heißt es bei Alenia-Aermacchi. „Jetzt, da wir die Maschine hier haben, bewegen wir uns in eine neue Phase der Zusammenarbeit: Wir wollen die maximale Auslastung und damit eine erhöhte Produktivität erreichen.“

Flymill steht für die neue Generation von Bearbeitungszentren mit Gantry-Struktur und einem mobilen Portal aus dem Hause Breton. Das Hochgeschwindigkeitszentrum erfüllt die Anforderungen der Luftfahrtindustrie im Bereich Fräsen. Daneben sei es für die Bearbeitung komplexer, großflächiger Werkstücke in anderen Anwendungsbereichen, wie beispielsweise in Formenbau, Entwicklung und Formgebung geeignet.

Durch seine Steifigkeit und hohe Dynamik ist das Bearbeitungszentrum prädestiniert für die Hochgeschwindigkeits-Bearbeitung (HSC) einer Vielzahl von Komponenten und Produkten, berichten die Entwickler. Mit einer Verfahr-Geschwindigkeit der Linearachsen von bis zu 60 m/min, einem Gabelkopf mit direkt angetriebener C-Achse, die mit bis zu 100 min-1 kontinuierlich tourt, ermöglicht das Flymill, 3D-Bauteile 5-achsig simultan zu bearbeiten. Der direkt angetriebene Drehkopf, der innerhalb des Arbeitsraums in jedem Winkel positioniert werden kann, wird von starken hydraulischen Bremsen in Position gehalten. Verschiedene Spindeln mit Leistungen von 35 oder 40 kW, die mit maximalen Drehzahlen von 15 000, 18 000, 28 000 oder 40 000 min-1 rotieren, erlauben die Bearbeitung unterschiedlicher Materialien – von Leichtmetallen, über Stahl und Sonderlegierungen bis hin zu faserverstärkten Kunststoffen und Verbundwerkstoffen.

Das Flymill ist in unterschiedlichen Konfigurationen erhältlich, mit Verfahrwegen von 2500 bis zu 4000 mm in der X-Achse, 2000 bis 8000 mm in der Y-Achse und 1000 bis 2000 mm in der Z-Achse. Die geschlossene Struktur und die Antriebseinheiten im Portal der Maschine sollen maximale Prozess- und Arbeitssicherheit sowie Präzision sichern. Das Temperatur stabilisierende System hält die Präzision in den Kugelrollspindeln und den Hauptlagern der Achsen auch bei Hochgeschwindigkeits-Operationen konstant.

Ein Temperaturüberwachungssystem macht die Maschine laut Hersteller quasi unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen. Ein modernes FEM-System mit dynamischer 3D-Simulation erlaubte Breton, extrem stabile Strukturelemente zu entwickeln, deren geometrische Genauigkeit auch bei HSC-Bearbeitungen gewährleistet ist. Die Gantry-Struktur mit dem sich bewegenden Portal macht aus Flymill ein kompaktes Fräszentrum, das in Relation zum Arbeitsraum nur geringe Raumkapazitäten verlangt.

Für große Werkstücke kann der Arbeitsraum durchgängig genutzt werden. Alternativ sei es möglich, zwei Werkstücke parallel zu bearbeiten oder das Zweite während der Bearbeitung zu rüsten. Dies sichert ein Maximum an Maschinenauslastung und damit an Produktivität.

Simone Heinz simone.heinz@konradin.de

Gemeinsam wurde das anvisierte Ziel erreicht

Das italienische Unternehmen Alenia-Aermacchi mit Sitz in Venegono ist nach eigenen Angaben ein führender Anbieter im Bereich der Luftfahrtindustrie. Darüber hinaus fungiert es als Entwicklungspartner in einer Reihe von militärischen und zivilen Luftfahrtprogrammen und liefert Flugzeug-Komponenten und Teile für die zivile Luftfahrt. Als eigentliches Herzstück des Unternehmens gelten die drei Felder Projekt-Entwicklung, Produktion und Service von militärischen Trainingsflugzeugen.