SERVICE PARTNER FOR LIGHTWEIGHT CONSTRUCTION IN AEROSPACE INDUSTRY
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Successful projects Now you must take the initiative! Well-known processing companies rely on our expertise Simply contact us to jointly succeed in an optimised production SON DERD RUC K HUFSCHMIED Zerspanungssysteme Hufschmied als Dienstleister für Porsche The emergence of newly-developed materials of increasing structural complexity puts growing pressure on excellent quality of processing. Hufschmied Engineering was given the opportunity to meet some of these challenges. From practical experience to practical application. This is our aspiration for a value-added service from which you can immediately benefit in terms of lowered processing costs. Unterstützung der Zuliefer er bei der Weiterentwicklung der Werkzeu ge und Fertigungsprozesse für den 918 Spyder Fräsen WERKZEUGTECHNI Fräsen war Hufschmi Ingenieure vorweg zu sagen: Natürlich Fräser: Um es gleich ens beteiligt. Das erledigen Auslegung eines Sportwag Kleinseriennatürlich sind bei der lung, Konstruktion und in Weissach selbst. Aber sbedarf. und Techniker von Porsche Und da gab es Beratung auch Zulieferer beteiligt. fertigung des 918 Spyder haben ie Entwickler von Porsche Karossewie immer auch bei der höchsrie des Supersportwagens Zentrale Kompote Maßstäbe angelegt. , das wie nente ist hier ein Monocoque Strukturen und alle anderen tragenden Außenhülle aus die meisten Teile der CFK besteht. werUnd die müssen ja bearbeitet und Prozesszeiten den. Konkret waren der Gewinde in Toleranzen beim Fräsen und den CFK-Agdas CFK-Monocoque zu erfüllen. gregateträger nach Vorgabe itt und das EinAuch der Randbeschn und Planflächen bringen von Taschen Zulieferern mit waren von den direkten Prozessen zum den in herkömmlichen rkzeuEinsatz kommenden Standardwe Bearbeitungsgen in der geforderten qualität nicht zu erfüllen. 25 Jahren Hufschmied ist seit über Faserverbundauf die Bearbeitung von Relativ neu ist werkstoffen spezialisiert. g. Und das Engineering als Dienstleistun einer Porsche bei darauf wurde man bei für WerkzeugmaTagung des Instituts Stuttgart schinen (IfW) der Universität von Hufaufmerksam. Heiko Simonis von Porkam schmied sagt: „Ende 2012 beiden Zudie sche die Anfrage, ob wir Weiterentwicklieferer direkt bei der der Prozesse und lung der Werkzeuge, Erreichung der bei der Umsetzung und ele unterstützen gesetzten Fertigungszi Auch für Hufkönnten.“ Zugegeben: nicht alltägliche schmied war das eine nach einem Herausforderung. Denn schnell klar, ersten Vorgespräch wurde extremem Zeitdass das Projekt unter druck stehen würde. vom Trotzdem: Markus Schindele Engineering war zuverHufschmied Regie die Ansichtlich, das unter seiner und Prozessentwickwendungstechnik Zeitrahmens in lung trotz des engen war. Also starden Griff zu bekommen ‚Porsche 918 Spyteten wir das Projekt sagt: „Wir hader‘. Markus Schindele gemacht. Nach ben das ganz ‚klassisch‘ Entwickdem die Muster in unserem eingetroffen lungszentrum in Bobingen der Höchste Anforderungen bei Bearbeitung: CFK-Monocoque des und CFK-Aggregateträger Porsche 918 Spyder. Technologieträger der Superlative: Der Porsche 918 Spyder Details of the standardised engineering procedure by Hufschmied: erte Werkzeuge von Die ganze Palette: Werkstoffoptimi ebnisse bei CFK. Hufschmied für beste Bearbeitungserg Bearbeitung von CFK und Links: Für die kombinierte Aluminium optimierter Fräser. FiberDrill für das Projekt Rechts: Weiterentwickelter chland Deuts On behalf of Premium AEROTEC Premium AEROTEC banks on optimum materials for its component production. Typically here, fibre content amounts to around 55 to 70 per cent. Thermoset/ duroplast and thermoplast matrix systems are being used in this case. Due to the high demands on quality in aerospace applications and the substantial costs for the semi-finished product, currently, most components are worked in a two-step process of roughing and finishing. This method will increase costs per production unit. Therefore, Premium AEROTEC production executives were searching for a tool with a geometry that would eliminate all manners of delamination, chipping and fibre protrusions. They directed an enquiry to Hufschmied. Find the details in this special edition of mav magazine Fertigungsstrategien für die Luftfahrtindustrie Deuts chland me em G teme GmbH Bild: © Hufschmied Zerspanungssysteme AEROSPACE INDUSTRY The relevant strategy: Comprehensive revision of the entire processing, starting from the submission of tender, via first trial and prototype stage up to series production. Contact us! Working together, we will optimise your manufacturing step by step. rmittel reagieren sätzen im Kühlschmie mussten ja auch aus, weil daMarkus Schindele: „Wir könnte. Luft scheidet Versuche gewir die qualitaCFK-Staub in den waren, wurden die ersten nun sicherstellen, dass durch der gefährliche klar, dass dieser mit extrem verteilt wird fahren. Schnell war tiv hochwertigen Gewinde großen Maschinenräumen n Werkzeuhöchst komplexe Maschinenraum Werkstoff mit vorhandene engen Toleranzen in und dann der ganze werden oder Ausabgesaugt werden gen nicht perfekt bearbeitet Bauteile ohne Nacharbeit beim Bauteilwechsel mit hohem Einz einbrinkann. Wir haben dann schuss in hoher Taktfrequen muss. selbst deren Geometrien hat Werkstoff satz die Schneiden, gen können.“ Der Aber wie gesagt: Hufschmied und so auch nicht einfadie Entwicklung und Beschichtungen modifiziert kurzer macht diese Aufgabe sich von Anfang an auf innerhalb imierter optimiert, dass wir cher. von prozess- und werkstoffopt WerkZulieferern erste Bearbeitung komplexe Zeit vor Ort bei den Denn die kombinierte Werkzeuge für solch Und deist problemasich mit diesem Fräsversuche fahren konnten. Beteiligvon CFK mit Aluminium stoffe spezialisiert. Und alle die falren Ergebnisse stimmten die konsequente Optida man im Prinzip immer tisch, Projekt durch zur Verfüund der Fertiten optimistisch.“ sche Schneidengeometrie mierung der Werkzeuge verlangt in der beim Kunden als gung hat. Aluminium gungsprozesse direkt -Fräser Die sind aber -Partner zur Integration der Hufschmied Regel scharfe Schneiden. verlässlicher Engineering bei Hufbrauchbar, da die ller Ziele qualiHeiko Simonis übernahm für CFK nur bedingt Umsetzung anspruchsvo Koordinierung. scharfen Schneihohen Anfordeschmied die weitere abrasiven Fasern die fiziert. Denn trotz der musste ja darf der Aluminiwar es dann Denn Markus Schindele den zerstören. Zudem rungen bei diesem Projekt der Hufangreifen, wenn Projektleiter Edunun für die Integration umspan das CFK nicht und Anfang 2014 so weit: Programme wird. Ein die Freigabe schmied-Fräser in die er aus der Bohrung abgeführt Die norard Ene von Porsche erteilt sorgen. PräderWärme. Maschinen der Zulieferer weiteres Problem: Die Serienstart, den Hufschmied zum und Optimievon Alu zise Prozessabstimmung male Zerspanungstemperatur zeit beratend begleitet. der bisher erTemperatur bei rung zur Absicherung liegt deutlich über der sergebnisse und des CFK zerreichten Bearbeitung der der Matrixwerkstoff de Engineering für AG, D-70435 Stuttgart, muss bei solchen Werkdas vorbereiten Dr. Ing. h.c. F. Porsche stört wird. Also seine nächsniedrig gehalten den Serienanlauf waren Tel: 0711/911-0, www.porsche.com stoffen die Temperatur kommen tte. Denn auf Grund ten Arbeitsschri me GmbH, werden. Flüssige Kühlmedien Hufschmied Zerspanungssyste Zeit drohten Kain Frage: Es beder fortgeschrittenen dafür eigentlich nicht D-86399 Bobingen, Tel.: 08234/9664-0, serienreifen Gefahr, dass das pazitätsengpässe beim steht da immer die www.hufschmied.net Kleinserie mit den ZuFräsprozess für die geplante Harz in irgendeiner Weise von 918 Fahrzeugen. ICHE EINE NICHT ALLTÄGL HERAUSFORDERUNG ed nicht an der Entwick- Case study: A well-established supplier for Porsche. Needless to say, Hufschmied has not been involved in the design, construction and dimensioning of a sports car. That task is accomplished very well by Porsche’s own engineers and technicians in Weissach. But naturally, a number of suppliers have also had a share in the small series production of the 918 Spyder. That necessitated some degree of consultation. Details can be found in the Special Edition of “Werkzeuge der Fertigung”, issue June 2014. SERVICE PARTNER FOR LIGHTWEIGHT Prozessoptimierte Werkzeuge senken die Bearbeitungskosten Wirtschaftlicher fertigen Enquiry by customer Clarification of the requirements by Hufschmied eneration of a specification profile in consultation with the client G n-site research: processes in detail O Process analysis evelopment and presentation of optimisation strategy D ata transfer of machine- component- and milling parameters from D client Initial trials in Bobingen: Pre-selection of tools Force measurement Surface measurement Initial tribological considerations Machine programming by Hufschmied unning-in of the entire process on-site with the client R djustment and fine-tuning of all process parameters on-site A tart of series production by the client with optimised processes S raining for staff members of client T etting up consignment stock in Bobingen for tool supply S as and when Optimised processes for a cost-efficient production without post-processing. Premium Aerotec ist mittlerweile einer der größten Zulieferer für CFK-Flugzeugrümpfe. Das zur Airbus Group gehörende Unternehmen leistet am Standort Augsburg einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung und Herstellung des A350 XWB. Zudem liefert das Unternehmen CFK-Bauteile für die Boeing 787 Dreamliner, den Eurofighter sowie der A400M. ᭿᭿᭿ ᭿ ᭿ ᭿ Mit dem A350 XWB fliegt erstmals ein weitgehend aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoff (CFK) gefertigtes Flugzeug. Während die Version A350-900 mit knapp 67 Meter Länge bereits im Liniendienst eingesetzt wird, befindet sich die Produktion des rund sieben Meter längeren Schwestermodells A350-1000 im Anlauf. Premium Aerotec produziert in Augsburg unter anderem die Seitenschalen des hinteren Rumpfs (Sektion 16/18), die Fußbodenstruktur und die Druckkalotte. satz. Alle Bauteile müssen nach dem Aushärten weiter bearbeitet werden. Beim Zerspanen gilt es, die allgemeinen Vorschriften von Airbus und die Luftfahrtnorm für die Kantenbeschaffenheit von CFK-Bauteilen einzuhalten. Im Detail gilt das Null-Fehler-Prinzip hinsichtlich Delamination, Faserüberstand und Absplitterung. Die Oberflächenrauheit ist unter 3,2 µm definiert. Rationalisierungspotenzial Besondere Anforderungen timierte Werkstoffop die Lösungen für hrtindustrie Luftfa Engineering Hufschmied als werterweist sich Partner geschätzter Aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen in der Luftfahrt und den erheblichen Kosten für das Halbzeug werden im Moment die meisten Bauteile in einem zweistufi- CFKWerkzeuge für die rentable Fertigung 62 gen Prozess erst geschruppt und dann geschlichtet. Das erhöht die Kosten pro erzeugter Einheit. Die Produktionsverantwortlichen bei den CFK-Spezialisten suchten deshalb ein Werkzeug, dessen Geometrie jede Form von Delaminationen, Absplitterungen und Faserüberständen ausschließt. Das Werkzeug muss auch in Kombinationswerkstoffen mit Glaslagen und Kupfermesh funktionieren – und es sollte die Bauteile in einem Umlauf ohne Beeinträchtigung der Oberflächengüte (RA unter 3,2 µm) schruppen und schlichten. von Premium Aerotec entwickelt. Das Besondere dabei: Die neu entwickelten Werkzeuge vereinen mit ihrer variablen Schnittgeometrie die Vorteile einer Routergeometrie mit der delaminationsfreien Beschnittqualität eines Kompressionswerkzeugs. Daraus ergibt sich eine hohe Abrasionsbeständigkeit – gepaart mit einer langen Standzeit. Und aus dem kombinierten Schruppen und Schlichten in einem Prozessschritt ergibt sich ein extremer Tempogewinn bei der Kantenbearbeitung in nachbearbeitungsfreier Qualität. Aufwändige Neuentwicklung Die CFK-Spezialisten setzen bei der Fertigung der Bauteile auf optimale Werkstoffe: Der Faseranteil liegt im Bereich von 55 bis 70 Prozent. Es kommen Matrixsysteme auf Duroplastbasis und Thermoplastbasis zum Ein- Ein Werkzeug, das all diese Anforderungen erfüllte, war aber nicht auf dem Markt. Eine Anfrage dazu ging auch an das Hufschmied Engineering. Daraufhin haben die Werkzeugexperten in mehrmonatigen Versuchsreihen die neue Werkzeuggeneration T-Rex für die Zerspanung von CFK-Strukturbauteilen gemäß den Materialspezifikationen Die neuen T-Rex-Werkzeuge haben den vorgegebenen Mindeststandweg deutlich übertroffen und alle Qualitätskriterien mehr als eingehalten. Durch die Einsparung des zweiten Umlaufs konnten die Bearbeitungskosten um 30 Prozent gesenkt, die Fertigungskapazität auf der Maschine um 40 Prozent erhöht werden. T-Rex Schaftfräser, DIP-beschichtet Juli/August 2015 gefertigte CFK-Rumpfschale Das Bessere ist der Feind des Guten. Deshalb erarbeitet und erprobt Hufschmied Engineering derzeit auf Grundlage der Verschleißanalysen der eingesetzten T-RexWerkzeuge weitere Optimierungen bei Geometrie und Beschichtung zur Verbesserung der Standzeit und zur Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit bei noch höherer Oberflächengüte. ᭿ Premium Aerotec GmbH www.premium-aerotec.com Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH www.hufschmied.net Der Autor Ralph R. Hufschmied ist Geschäftsführer der Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH in Bobingen bei Augsburg HUFSCHMIED Zerspanungssysteme GmbH Geschäftsfüh