Leicht, aber schwer zu bearbeiten

Sein Name ist vom ältesten Göttergeschlecht der griechischen Mythologie abgeleitet, seine Eigenschaften sind bemerkenswert: so die hohe Festigkeit bei relativ geringer Dichte und die hohe Korrosionsbeständigkeit. Im Flugzeugbau wird Titan immer wichtiger. Obwohl ein Leichtmetall, erfordert seine Bearbeitung die 10- bis 12-fache Zeit im Vergleich zum Aluminium. Konventionelle Bearbeitungszentren (BAZ) zum Beispiel für Stahl bringen nur unbefriedigende Leistungen. Deshalb hat die Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST) ein neues titangerechtes BAZ zur Komplettbearbeitung konzipiert und realisiert. Es erreicht beim Schruppen und beim Schlichten ein Vielfaches der Zerspanleistung konventioneller Lösungen.

Titan erfüllt als Werkstoff im Flugzeugbau die Forderungen nach Gewichtsreduzierung. Auch der Trend der Luftfahrtindustrie zu Verbundwerkstoffen (CFK) fördert den Einsatz von Titan, weil es chemisch und mechanisch ein idealer Werkstoffpartner ist. Als Werkstücke stehen dabei vor allem Strukturbauteile und Beschläge im Vordergrund. Zur hohen Festigkeit kommt der Vorteil, dass Titan eine geringe Wärmedehnung sowie hohe Maßhaltigkeit auszeichnet. Allerdings verlangen Flugzeugbauer unter dem Druck des internationalen Wettbewerbs nach effizienten, also hochgenauen und extrem produktiven Bearbeitungstechnologien. Hohe Steifigkeit, Dämpfung und Vorschubkräfte lauten heute die Basisforderungen. Dazu sind konventionelle Werkzeugmaschinen, z.B. zum separaten Schruppen und Schlichtbearbeiten, nicht mehr geeignet. Lösungen mit vertikaler Arbeitsspindel können bei den geforderten Spanleistungen die Spanabfuhr nicht bewältigen. Mehrspindlern fehlt die nötige Flexibilität. Deshalb geht DST einen anderen Weg: Die Synergie bewährter Module gewährleistet den Erfolg des neuen BAZ für das schwer zerspanbare Titan. Sein Name: Ecoforce. Die durch ein Pick-up Magazin automatisch wechselbaren Bearbeitungsköpfe erreichen Zerspanraten von bis zu 450 cm³/min beim dreiachsigen Schruppen und 140 cm³/min in der 5-Achs-Bearbeitung beim Schlichten mit dem bewährten Gabelfräskopf. Die hohen Zerspanleistungen werden auch durch die Hochdruckinnenkühlung von bis zu 150 bar ermöglicht. Werkstückgewichte bis 8.000 oder 12.000 kg nehmen die Paletten der Ecoforce Typen 2035 beziehungsweise 2060 auf. Die Dimensionen der vertikal spannenden Palette betragen 3.500 oder 6.000 mm in der Breite und 2.000 mm in der Höhe. Dauerhaft hohe Zerspanleistungen und hohe Dämpfung werden durch hydrostatische Führungen der Linearachsen bzw. der B-Achse (tischrund) bei horizontaler Tischgruppe erreicht. Die A-Achse ist ± 95° drehbar und die C-Achse endlos x 360°. Der 3-Achsen Fräskopf leistet beim Schruppen 60 kW bei max. 4.000 Nm bei bei 2.000 min-1 während der 5-Achsen Gabelfräskopf beim Schlichten eine Leistung von 40 kW bei 1.100 Nm und 5.000 min-1 erreichen kann. Das Werkzeugmagazin Wero bietet Platz für bis zu 210 Werkzeuge. Zum Be- und Entladen der Werkstücke fahren die Paletten aus der Arbeitsstation. In die Horizontale geschwenkt ist dann das Rüsten einfach. Je nach Werkstückgeometrie kann die Maschine optional auch mit einer horizontalen Tischgruppe und Palettenwechsler ausgeführt werden. Als Ergebnis profitiert die Ecoforce von den, gemeinsam mit der Luftfahrtindustrie entwickelten, Bearbeitungslösungen für Aluminium, Verbundmaterialien und hochfeste Stähle. Die DST bündelt so ihre Kompetenzen im Bereich der Schwerzerspanung und der Bearbeitung 5-achsiger Flugzeugbauteile für die Herausforderungen der Titanbearbeitung im Flugzeugbau.

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