„Die verstehen, was wir wollen“

Die Münchner MTU Aero Engines GmbH ist der führende Triebwerkshersteller in Deutschland. Im vergangenen Jahr erwirtschafteten die 7600 Mitarbeiter einen Umsatz von 2,6 Mrd. Euro. Das Unternehmen entwickelt, fertigt, vertreibt und betreut weltweit zivile und militärische Luftfahrtantriebe und stationäre Industriegasturbinen. Mit seinen Produkten ist MTU in allen Schub- und Leistungsklassen vertreten. Dies gilt auch für Komponenten und Subsystemen wie Verdichter, Brennkammern und Turbinen. Die führende Marktposition erreichten die Münchner vor allem durch Qualität. Alle Bauteile müssen sich innerhalb der vorgegebenen Toleranzen bewegen, die sich im Bereich von wenigen Hundertstel Millimeter bewegen.

Um den Anforderungen der Triebwerksproduktion gerecht zu werden, setzt MTU in ihren Bearbeitungszentren auf das Produkt LaserControl NT des Messtechnik-Spezialisten Blum-Novotest. Mitte der neunziger Jahre wurden die ersten Messsysteme von Blum Novotest bei MTU installiert, danach das erste Lasermess-System. Sukzessive wurden die vorhandenen Maschinen nachgerüstet, während neue Maschinen gleich mit dem LaserControl NT gekauft wurden. Heute sind bei MTU unternehmensweit über hundert Laser-Systeme von Blum im Einsatz. „Im Dreischicht-Betrieb arbeiten bis zu 350 Mitarbeiter mit dem Produkt“, weiß Daniel Czujek aus dem Technischen Vertrieb von Blum-Novotest und Betreuer von MTU.

Die Systeme von Blum sichern vor allem die Qualität in der Triebwerks-Fertigung. So auch bei der neuen Triebwerksfamilie GP7000, die die Münchner zusammen mit Partnern fertigen. MTU ist dabei für die Niederdruckturbine, das Turbinenzwischengehäuse und die Hochdruckturbinen-Komponenten zuständig. Die GP7000-Triebwerksfamilie wird im Langstreckenbereich eingesetzt, unter anderem seit August 2008 im Linieneinsatz beim Airbus A380. Zuverlässigkeit, niedriger Verbrauch und geringe Lärmemission sind nach eigenen Angaben die Stärken des Produkts.

Eine zentrale Rolle bei der Triebwerksfertigung spielt die so genannte Blisk-Bearbeitung. Blisk ist ein Kunstwort und setzt sich zusammen aus „Blade“ (Schaufel) und „Disk“ (Scheibe). Der Begriff steht für maximale Leistung bei minimalem Gewicht. Dahinter steht eine integrale Rotor-Konstruktion. Scheibe und Schaufel bestehen aus einem Stück. Dadurch werden Schaufelfüße und Scheibennuten überflüssig. Zu den Vorteilen von Blisk zählen weniger Gewicht, längere Lebensdauer, weniger Bauteile, höhere Stufenbelastung und weniger Aufwand bei der Instandhaltung. Die Teile bestehen hauptsächlich aus Titan.

„In der kompletten Blisk-Fertigung setzen wir für die Werkzeugeinstellung und -überwachung den LaserControl NT ein“, erklärt Heinz Baumgartner, Teamleiter in der Blisk-Fertigung des Mitteldruckverdichter-Bereichs. Er betreut die komplette Zerspanung, die beim Blisking stattfindet. Sein Team besteht aus 19 Mitarbeitern, von denen fast die Hälfte mit den Blum-Systemen arbeitet.

Ein weiterer Vorteil, den die Lasersysteme dem Triebwerkshersteller bieten, ist die maximale Auslastung der Maschinen. Schließlich steht in einer modernen Fertigung nicht immer ein Bediener an der Maschine. Oft ist ein Arbeiter für mehrere Bearbeitungszentren zuständig. Tritt ein Problem am Werkzeug auf, kann es ohne ein zuverlässiges Überwachungssystem lange dauern, bis der Fehler erkannt wird. Das kann ein gebrochenes Werkzeug, Werkzeugverschleiß oder ein Schneidenausbruch sein. Die Folge ist eine ruinierte Werkstückoberfläche. Besonders am Wochenende ist die mannlose Fertigung relevant, denn die Maschinen laufen auch am Samstag und Sonntag. Für die Herstellkosten ist das unerlässlich.

Das Ziel der Münchner ist eine Maschinenauslastung gemäß des Industrie-Standards, der bei 5000 Stunden im Jahr liegt. Je länger die Maschinen laufen, umso günstiger sieht die Kostenseite aus. Das ist nur mannlos über das Wochenende und mit der Unterstützung durch LaserControl NT zu erreichen. Deshalb wollen die Fertigungsexperten in Zukunft beim Thema Werkzeugbruch eine andere Strategie verfolgen, bei der das Lasermesssystem im Mittelpunkt steht. Geplant ist eine Interpretation der Fehlermeldung: Wird vom Laser ein Werkzeugbruch erkannt, soll automatisch ein Schwesterwerkzeug eingewechselt werden. Dieser Automatismus steigert am Ende auch die Maschinenauslastung, denn unnötige Stillstandszeiten werden reduziert. Die Funktion ist standardmäßig in den Blum-Messzyklen integriert.

Die hohe Prozesssicherheit durch die Laser-Systeme zeigt sich noch an anderen Stellen. Beim Großteil der Maschinen, die mit LaserControl ausgerüstet sind, kommt kein Gerät mehr für die Werkzeugvoreinstellung zum Einsatz. MTU verfolgt das Ziel, das Voreinstellgerät in Zukunft gar nicht mehr zu nutzen. Bei der Bestückung der Maschinen mit neuen Werkzeugen werden die Werkzeugdaten µm-genau per Laser direkt auf der Maschine ermittelt. Tippfehler oder Zahlendreher, die bei der manuellen Eingabe der am Voreinstellgerät ermittelten Werkzeugdaten auftreten können, sind auf diese Weise dadurch ausgeschlossen.

Probleme, die früher zeitweise durch Kühlmittel verursacht wurden, ließen sich mit der NT-Technik von Blum eliminieren. Selbst tropfende Werkzeuge können theoretisch zum Laser gefahren werden. Danach arbeiten sie trotzdem fehlerfrei. Zusammen mit den vor einigen Jahren installierten Blasdüsen für die Werkzeugreinigung ist diese Lösung für MTU ein echter Quantensprung hinsichtlich der Prozesssicherheit.

Theo Drechsel Fachjournalist in Unterschleißheim

Die Lasermesssysteme des Spezialisten aus Grünkraut-Gullen gehören bei vielen Maschinenherstellern zur Standardausrüstung. Weltweit sichern und beschleunigen sie in über 60000 Bearbeitungszentren die Fertigungsprozesse. Eingesetzt werden die Geräte in den Bereichen Werkzeugbruchüberwachung, berührungslose Werkzeugeinstellung in Länge und Radius, Einzelschneidenkontrolle, Prüfung auf Einspann- und Rundlauffehler sowie zur Werkzeugidentifikation. Auch im Werkzeug- und Formenbau finden die Systeme Zuspruch, da hier häufig Sonderwerkzeuge zum Einsatz kommen.

Die Herstellung eines Werkstücks dauert bei MTU zwischen 15 und 60 Stunden – abhängig von der Größe des Teils und der Art der Zerspanung. Der Wert der produzierten Teile liegt zwischen 30000 und 60000 Euro. Entsprechend wichtig ist die ständige Überwachung der Werkzeuge, die bei der Zerspanung eingesetzt werden. Denn tritt im Fertigungsprozess ein Fehler aufgrund eines defekten, verschlissenen oder falsch eingewechselten Werkzeugs auf und das Werkstück ist Ausschuss, wird es sehr schnell sehr teuer. Pro Bauteil kommen rund zehn verschiedene Werkzeuge zum Einsatz. Vom einfachen Spiralbohrer bis hin zum teuren Sonderwerkzeug ist alles dabei.