Damit Flugzeugtriebwerke bis zu 30 Jahre lang zuverlässig ihren Dienst verrichten, sind regelmäßige Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten nötig. „Zum einen verschleißen die stark beanspruchten Komponenten je nach Klimaverhältnissen, zum anderen regeln strenge Sicherheitsbestimmungen die Instandhaltungsintervalle“, erklärt Andreas Kappe, Leiter Industrial Services bei MTU Maintenance in Hannover.
Ein unerlässliches Instrument für die Instandhaltungsexperten sind Daten, die ein Triebwerk für spätere Auswertungen aufzeichnet oder bei Bedarf über den Bordcomputer in Echtzeit an eine Bodenstation sendet. Während eines Fluges produziert ein Flugzeugtriebwerk durchschnittlich ein Terabyte Daten. Laut Kappe eine wichtige Informationsquelle: „So können wir die Instandhaltung tatsächlichen Anforderungen anpassen.“
Die Arbeit an den Triebwerken beginnt mit einem Incoming-Test, der aktuelle Leistungswerte ausgibt. Im Anschluss folgen die Demontage, Reinigung und Inspektion der Komponenten, gefolgt von der Reparatur und der abschließenden Remontage sowie einem finalen Ausgangstest. Zwei bis vier Monate benötigen die MTU-Spezialisten für den gesamten Prozess, der ständig optimiert wird, um wettbewerbsfähig zu bleiben.
2011 nahm MTU Maintenance deshalb seine Bearbeitungsprozesse unter die Lupe. Dabei zeigte sich: Flexibilität und Auslastung des Maschinenparks genügten künftigen Ansprüchen nicht mehr. „Zudem haben wir qualitativ zahlreiche Möglichkeiten der Standardisierung ermittelt“, erinnert sich Marcus Spatz von der Arbeitsvorbereitung. Daraus entstand die Aufgabe eine Bearbeitungslösung zu finden, die alle Anforderungen an Produktivität und Qualität erfüllt. „Da es für unseren Bedarf keine Standardmaschine gibt, haben wir in DMG Mori einen Partner gefunden, der das komplexe Projekt mit uns zusammen erarbeitet hat.“
Das Ergebnis ist eine DMC 210 FD duoBlock mit kundenspezifischer Sonderausstattung, die höchste Flexibilität für die vielfältigen Bearbeitungsaufgaben gewährleistet. „Das hauptzeitparallele Rüsten mit insgesamt sechs Paletten eliminiert einen Großteil der Nebenzeiten, die uns früher limitiert haben“, vergleicht Stefanie Kreftsiek von der Arbeitsvorbereitung die Arbeit an dem Fräs-Dreh-Zentrum mit den alten Abläufen. Gleiches gelte für die Komplettbearbeitung: „Zuvor waren für manche Reparaturen bis zu fünf Maschinen und zeitraubende Umspannvorgänge notwendig.“ Außerdem sei die Bearbeitung in einer Aufspannung schon ein deutlicher Qualitätsgewinn. Das Werkzeugmagazin mit 300 Plätzen sichert die nötige Flexibilität.
Die Produktivität der DMC 210 FD ist so hoch, dass MTU Maintenance die Maschine auch mit vergleichsweise kleinen Komponenten von unter 1.000 mm Durchmesser bestückt. Die maximalen Verfahrwege von 2.100 mm in den Achsen X und Y sowie die Werkstückhöhe von 1.250 mm waren allerdings ein wichtiges Kriterium, wie Andreas Kappe betont: „Wir setzen hier ausschließlich mittlere und große Flugzeugtriebwerke instand, mit denen wir den Arbeitsraum ausfüllen können.“ Deshalb sei auch ein Sonderpalettenwechsel-Zyklus zum Rüsten übergroßer Werkstücke integriert.
Allgegenwärtig ist bei den Triebwerksspezialisten das Bewusstsein für die hochwertigen und teuren Werkstücke aus Titan-, Stahl- und Nickelbasislegierungen. Bis zu 2 Mio. Euro kann der Wert einer Baugruppe betragen, die hier repariert wird. Die unabdingbare Prozesssicherheit erreiche man durch eine möglichst hohe Standardisierung der Bearbeitung. Marcus Spatz verweist auf die In-Prozess-Messung: „Das einzige Restrisiko besteht darin, dass ein Mitarbeiter das falsche Programm startet, aber auch das prüft die Maschine rechtzeitig durch Vermessen des Bauteils.“
Zusätzliche Sicherheit bietet die DMG Mori Virtual Machine, mit der MTU Maintenance in Hannover seit einiger Zeit arbeitet. Die virtuelle Maschine integriert Maschinengeometrie, -kinematik und -dynamik sowie alle Funktionalitäten der NC-Steuerung und PLC. Erfolgreich getestete Programme laufen dann auf der realen Maschine prozesssicher. Dort schützt zudem die Machine Protection Control die teuren Bauteile sowie die Maschine vor einer Kollision. Die Arbeit mit der virtuellen Maschine reduziert aber nicht nur Einricht- und Rüstzeiten. Weil die genauen Durchlaufzeiten bekannt sind, erleichtert sie auch die Planung der Aufträge.
Anders als bei der Herstellung von Triebwerkskomponenten ist das Zerspanvolumen in der Reparatur gering. Vielmehr geht es darum, das Bauteil wieder in den Originalzustand zu versetzen. Dafür wird auf die beschädigte oder verschlissene Stelle ein Metallplasma aufgetragen, das die DMC 210 FD auf das ursprüngliche Maß fräst oder dreht. Die Genauigkeit liegt dabei bei 0,01 bis 0,02 mm. Diese Präzision ist auch Folge der Kühlmittelanlage mit stufenlos regelbarem Druck bis 80 bar und Kühlmitteltemperierung.
Umfangreiche Messvorgänge sind bei diesen Anforderungen selbstverständlich. Die Maschine prüft etwa vor dem Bearbeiten, ob das Bauteil korrekt ausgerichtet wurde. Weitere Messungen folgen im Prozess. Intelligente NC-Programme nutzen die Daten in Echtzeit. Die Maschine misst zum Beispiel den Durchmesser des Bauteils und dreht nur dort, wo zu viel Material vorhanden ist. Zudem erleichtern Technologiezyklen die Programmierung. Und auch das Bearbeitungsspektrum lässt sich erweitern, etwa durch einen Schleifzyklus.
Aufgrund des Branchenwachstums blickt die MTU Maintenance positiv in die Zukunft, ist sich aber auch der Herausforderungen bewusst. „Neue Auflagen seitens der Hersteller sind jederzeit möglich.“ Andreas Kappe spricht aus Erfahrung. Erst kürzlich habe DMG Mori eine neue Filteranlage für die DMC 210 FD duoBlock installiert. (mw)
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