Werkzeuge für die Luft- und Raumfahrt der nächsten Generation
Neue Werkstoffe und digitale Fertigung ermöglichen leichtere, sicherere und treibstoffeffizientere Flugzeuge, zu denen Sandvik einen wichtigen Beitrag leistet.
Fortschrittliche Werkzeuglösungen sind entscheidend für den Erfolg in der Luft- und Raumfahrtindustrie, und Sandvik bietet Werkzeuge und Verfahren für die Herstellung von Komponenten für Flugzeugstrukturteile und -triebwerke an. "In unseren Kompetenzzentren für Luft- und Raumfahrttechnik arbeiten wir eng mit Luft- und Raumfahrtunternehmen zusammen und leisten Pionierarbeit in Bezug auf fortschrittliche Schneidwerkzeuge, modulare Werkzeuglösungen und Software, die Zeit sparen und den Lagerbestand reduzieren", sagt Nicklas Bylund, Director Engineering Projects bei Sandvik Coromant in Durham, USA.
"Qualität und Sicherheit sind die obersten Ziele im Flugzeugbau", fügt Jérôme Cavin, Global Manager Engineering Projects Aerospace bei Sandvik Coromant in Chongqing, China, hinzu, "Konstrukteure gehen bei diesen Aspekten niemals Kompromisse ein, um Effizienz oder Kosteneinsparungen zu erreichen. Sie können sehr komplexe Designs entwerfen und neue Materialien ausprobieren, solange sie sicher sind und Gewicht sparen und/oder die Treibstoffeffizienz verbessern."
Innovationen sind wegweisend für Raumfahrzeuge
Bauteile für die Luft- und Raumfahrt bestehen häufig aus hitzebeständigen Werkstoffen, die sich nur schwer bearbeiten lassen, wie z. B. Titan, Superlegierungen und Verbundwerkstoffe, mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten und kürzeren Werkzeugstandzeiten. Hochentwickelte Verbundwerkstoffe wie kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) setzen sich in der Luft- und Raumfahrt aufgrund ihres guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht immer mehr durch. Etwa 50 Prozent der modernen Flugzeugstrukturen, wie der Airbus A350 und der Boeing 787 Dreamliner, bestehen aus CFK.
Angesichts der Komplexität des Bauteildesigns und der anspruchsvollen Spezifikationen ist die Auswahl der am besten geeigneten Werkzeuge und Bearbeitungsmethoden von entscheidender Bedeutung. Laut Bylund können CAM-Werkzeuge von Sandvik hier den entscheidenden Unterschied ausmachen: "Unsere CAM-Suite optimiert die Fertigungsausbeute und verkürzt die Durchlaufzeiten, während unsere Werkzeuge an die extrem harten Anforderungen an Komponenten im Flugzeugbau angepasst sind."
Cavin sagt: "Die CAM-Kompetenz von Sandvik, die unsere optimierten Prozesse unterstützt, ist unser wichtigstes Unterscheidungsmerkmal."
Programme für die Prozessentwicklung
Darüber hinaus bietet Sandvik Programme zur Prozessentwicklung und -schulung an, um die Routinen für eine sichere und kosteneffiziente Fertigung zu verankern und Qualitätsergebnisse für jedes Bauteil zu liefern. Strenge Sicherheitsstandards, teure Materialien und enge Toleranzen erfordern Werkzeuge, die ihre Aufgabe erfüllen.
Sandvik Silent Tools™ zum Beispiel ist eine Familie von Werkzeughaltern zum Drehen, Fräsen, Aufbohren und Bohren, die von Flugzeugherstellern bevorzugt wird. Die Werkzeughalter sind so konstruiert, dass sie Vibrationen durch einen Dämpfer im Inneren des Werkzeugkörpers minimieren, was ideal für empfindliche Flugzeugteile ist, bei denen die geringste Vibration die Qualität der Komponenten gefährden kann. "Die meisten Kunden verwenden diese Werkzeuge für lange Auskragungen, aber auch bei kürzeren Auskragungen lassen sich große Produktivitätssteigerungen und Verbesserungen der Oberflächenqualität erzielen", sagt Bylund.
"Die Kunden planen im Voraus und entwickeln die Komponenten, die sie für die Gesamteffizienz und Sicherheit benötigen, und dann liegt es an uns, einen Weg zur Herstellung zu finden. Das macht unsere Arbeit so interessant, herausfordernd und macht Spaß", sagt Cavin.
Das Ergebnis sind Werkzeugmaschinen, die effizienter sind, weniger Energie verbrauchen und komplexere Komponenten durch dynamisches Drehen oder Fräsen bearbeiten können.
Wenn der Flugzeugbau eine Anwendung mit extrem hohen Anforderungen an Materialien und Werkzeuge ist, so gilt dies noch mehr für die Raumfahrt, wo Sandviks Innovationen ebenfalls wegweisend sind.
Sandvik hat Metallpulver entwickelt, die speziell auf die extremen Anforderungen im Weltraum zugeschnitten sind. Das Material, das für Brennkammern in Raketentriebwerken verwendet wird, muss beispielsweise Verbrennungsgasen bei 3.000 K (2.727°C) standhalten. Es ist daher mit Hunderten von Flüssigstickstoff-Kühlkanälen mit der gasverdüsten Kupferbasislegierung Osprey® C18150 (CuCrZr) ausgestattet.
Globale Lieferketten
Die Luft- und Raumfahrtindustrie stützt sich auf globale Lieferketten mit einem Netz von Zulieferern und Produktionsstätten. Als globales Unternehmen mit einer Präsenz in allen wichtigen Märkten hat Sandvik eine starke Position in Zeiten, in denen Zölle und andere Handelshemmnisse zunehmend die inländische Beschaffung begünstigen: "Sandvik ist in der Lage, Lieferungen und Projekte über verschiedene Regionen hinweg reibungslos zu koordinieren, und wir haben einen Wettbewerbsvorteil, wenn Kunden die Produktion in andere Länder verlagern. Unser globales Netzwerk mit technischen Fähigkeiten und Hardware an verschiedenen Standorten unterstützt die Kunden", so Bylund.
Als Zulieferer für die Luft- und Raumfahrtindustrie sind erstklassige Lösungen erforderlich, aber wer sie liefern kann, ist auf lange Sicht dabei. Der Auftragsbestand der Flugzeughersteller entspricht derzeit der Produktion von mehr als zehn Jahren: "Jahrelange Unterproduktion, eine alternde globale Flugzeugflotte und ein stetiges Wachstum des weltweiten Reiseverkehrs sorgen für eine starke Nachfrage in allen Segmenten der Luftfahrtdienstleistungen", so die Investmentbank Harris Williams.
Sowohl Boeing als auch Airbus haben im Jahr 2023 ihre bisher größten Aufträge erhalten, insgesamt fast 500 Jets. Das traditionelle Duopol wird jedoch von neuen Marktteilnehmern herausgefordert: "Wir sehen wirklich wichtige Nachbestellungen von etwa 1.200 Flugzeugen von dem neuen chinesischen Marktteilnehmer COMAC", sagt Cavin.
"Es ist ein tolles Gefühl, Passagier in einem Flugzeug zu sein, das wir mitproduziert haben!"