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maschine+werkzeug 09/2019

Trennen wird zum Trend

Additive Manufacturing

Airbus Helicopters trennt seine 3D-gedruckten Titanbauteile mit Hilfe der Bandsäge Kastowin AMC von Kasto wirtschaftlich, werkstückschonend und bedienerfreundlich von der Grundplatte.

 Um additiv gefertigte Titanbauteile von ihrer Grundplatte zu trennen, setzt Airbus Helicopters auf die vollautomatische Bandsäge Kastowin Amc. Bild: Kasto

Um additiv gefertigte Titanbauteile von ihrer Grundplatte zu trennen, setzt Airbus Helicopters auf die vollautomatische Bandsäge Kastowin Amc. Bild: Kasto

Durch Leichtbau spart die Luftfahrt erhebliche Kosten für Treibstoff. Davon profitieren zum einen die Airlines, aber auch die Hersteller, die mit immer leichteren Konstruktionen um Aufträge werben.

Flugzeugbauteile müssen jedoch nicht nur leicht, sondern auch sehr stabil und absolut zuverlässig sein. Immer häufiger kommen deshalb in der Produktion spezielle High-Tech-Materialien und innovative Fertigungsverfahren zum Einsatz. Auch Airbus Helicopters setzt konsequent auf neuartige Leichtbau-Lösungen. Der Standort im bayerischen Donauwörth entwickelt und produziert nicht nur verschiedene Hubschraubermodelle wie die H135 und die H145, sondern fertigt jährlich auch mehr als 4.000 Passagier- und Frachttüren für Flugzeuge.

Additive Fertigung

Bei der Herstellung einer Welle zur Verriegelung der Türen setzt Airbus seit kurzem auf 3D-Druck. Das Bauteil aus Titan entsteht in einem 3D-Drucker, der das Metallpulver Schicht für Schicht auf eine 400 mal 400 Millimeter große Grundplatte aufträgt. Da die Welle über dünne Wandstärken und eine komplexe Geometrie verfügt, ist dieses Verfahren dafür besonders gut geeignet. Es senkt die Produktionskosten und den Arbeitsaufwand – und was das wichtigste ist: In jedem A350-Flieger kommen 16 Stück davon zum Einsatz, das spart rund vier Kilogramm Gewicht.

Gesägt wird bei der Kastowin Amc kopfüber – das schont die teuren Bauteile, die dadurch nach dem Schnitt nicht umstürzen oder einknicken können. Bild: Kasto

Gesägt wird bei der Kastowin Amc kopfüber – das schont die teuren Bauteile, die dadurch nach dem Schnitt nicht umstürzen oder einknicken können. Bild: Kasto

Sind die Bauteile fertig gedruckt, müssen sie von der Grundplatte, die ebenfalls aus Titan besteht, getrennt werden. Für diesen Prozess hat Airbus in die vollautomatische Bandsäge Kastowin AMC investiert. Sie ist speziell für die Bearbeitung additiv gefertigter Teile konzipiert.

Mit einem elektrischen Hubwagen entnimmt ein Mitarbeiter die bis zu 40 Kilogramm schwere Grundplatte mitsamt den Wellen aus dem 3D-Drucker, transportiert sie zur Säge und platziert sie auf der Einspannvorrichtung. Dort wird die Platte mit dicken Schrauben besonders sicher fixiert und die Maschine verschlossen, damit kein Feinstaub austreten kann. Danach dreht sich die komplette Vorrichtung für den Sägevorgang um 180 Grad, die Bauteile werden also kopfüber gesägt. Dieses Konzept ist einzigartig, und es bietet deutliche Vorteile für die additive Fertigung. Die Teile können nach dem Schnitt nicht umstürzen oder einknicken – das vermeidet Beschädigungen.

Die Platten mitsamt der additiv gefertigten Wellen werden mit Hilfe eines elektrischen Hubwagens zur Säge transportiert. Bild: Kasto

Die Platten mitsamt der additiv gefertigten Wellen werden mit Hilfe eines elektrischen Hubwagens zur Säge transportiert. Bild: Kasto

Bevor der Sägevorgang beginnt, misst der Mitarbeiter die Stärke der jeweils eingespannten Grundplatte und gibt diese über den Auftrags-Wizard der Maschinensteuerung Advanced Control ein. Das Sägeoberteil, das mit einem präzisen Kugelrollspindelantrieb ausgestattet ist, verfährt daraufhin auf die exakte Höhe. Da die Platten vielfach wiederverwendbar sind und nach jeder Benutzung glatt geschliffen werden, verringert sich ihre Dicke mit zunehmender Lebensdauer. Die intelligente Steuerung ermöglicht es, die Teile jedes Mal exakt im entsprechenden Aufmaß abzutrennen. Das verringert ebenfalls den Nacharbeitsaufwand und spart Material.

Ist der Schnitt erfolgt, fallen die Wellen in einen dafür vorgesehenen Auffangbehälter. Dieser ist gepolstert, damit die Bauteile keinen Schaden nehmen. Durch eine Klappe entnimmt sie der Bediener für den nächsten Bearbeitungsschritt. Damit keine gesundheitsschädlichen Kleinstpartikel, die bei der Bearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen entstehen können, in die Umgebungsluft gelangen, ist die Säge voll verkleidet. Darüber hinaus verfügt sie über eine Vorbereitung für den Anschluss einer Absauganlage. Somit erfüllt sie auch strengste Anforderungen an Arbeitssicherheit und Bedienerschutz.

Die Grundplatten sind vielfach wiederverwendbar und nach jeder Benutzung glatt geschliffen. Dadurch verringert sich ihre Dicke mit zunehmender Lebensdauer. Bild: Kasto

Die Grundplatten sind vielfach wiederverwendbar und nach jeder Benutzung glatt geschliffen. Dadurch verringert sich ihre Dicke mit zunehmender Lebensdauer. Bild: Kasto

Bevor Airbus sich für den Kauf der Kasto-Maschine entschied, führten die Verantwortlichen am Standort des Sägetechnik-Spezialisten im badischen Achern verschiedene Probeschnitte durch, die durchweg überzeugten. Zudem stellte sich die Bearbeitung der Titanplatten durch Sägen als wesentlich kostengünstiger und unkomplizierter heraus als mit alternativen Verfahren wie Fräsen oder Drahterodieren. Im Vergleich zu anderen Anlagen in der riesigen Werkshalle ist die Kastowin außerdem äußerst kompakt und platzsparend. Sie ist einfach zu bedienen und überzeugt durch kurze Schnittzeiten.

Einsparpotenzial

Für Airbus haben sich das 3D-Druckverfahren und die Anschaffung der Kastowin AMC bereits gelohnt: Die Wellen, die später die Flugzeugtüren verriegeln, sind um 45 Prozent leichter und um 25 Prozent günstiger in der Herstellung als ein traditionelles Bauteil. Rund 2.200 der Titanbauteile stellt Airbus Helicopters in seinem Werk in Donauwörth derzeit her. Geplant ist, künftig auch weitere Komponenten zu drucken.

www.kasto.de

Unternehmensinformation

KASTO Maschinenbau GmbH & Co.KG

Industriestraße 14
DE 77855 Achern
Tel.: 07841-61-0
Fax: 07841-61-388

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