Bei der Auswahl der am besten geeigneten Maschine sind zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen – unter anderem die Durchmesser und Wandstärken der zu verarbeitenden Rohre, die Materialien, die benötigten Biegeradien und die Komplexität der zu produzierenden Geometrien.
Das sind Parameter, die im Rohrbiegen generell relevant sind. In der Luft- und Raumfahrtindustrie jedoch kommt ihnen besondere Bedeutung zu: Hier werden spezielle Legierungen wie Titan, Inconel und andere Speziallegierungen mit mechanischen Eigenschaften verarbeitet, die im Biegeprozess im Vergleich zu anderen industriellen Anwendungen deutlich komplexere Anforderungen mit sich bringen.
Aus diesem Grund kann die Herstellung von Bauteilen, die geometrisch einfach erscheinen (zum Beispiel lediglich eine Biegung und wenig komplexe Geometrie) zu einer anspruchsvollen technischen Herausforderung werden, wenn sie für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie bestimmt sind.
Ein häufig verwendeter Indikator zur Bewertung des Schwierigkeitsgrades von Biegungen ist die DR (Difficulty Ratio). Allerdings berücksichtigt dieser Parameter lediglich die geometrischen Aspekte von Biegungen. Er setzt den Rohraußendurchmesser ins Verhältnis zur Wandstärke und zum gewählten Biegeradius.
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Um die Gewichte der Bauteile zu minimieren, werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie Rohre mit besonders geringen Wandstärken verarbeitet. Das macht diesen Prozess noch kritischer. Aus zwei wichtigen Gründen ist die DR hier für die herzustellenden Biegungen allerdings nicht ausreichend:
Erstens berücksichtigt die DR nicht die Biegewinkel, die sich unmittelbar auf die Komplexität des Biegeprozesses auswirken: Je größer die erforderlichen Winkel, desto schwieriger ist es, die gewünschten Ergebnisse ohne Fehler zu erzielen.
Zweitens berücksichtigt die DR nicht das Material, aus dem die Rohre bestehen. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden typischerweise Materialien wie spezielle Titanlegierungen, hochfeste Aluminiumlegierungen und Edelstahl verwendet, die eine hohe Steifigkeit und lediglich eine geringe elastische Dehnung aufweisen. Deshalb lassen sie sich bei Raumtemperatur nur schwer biegen.
Eine weitere grundlegende Anforderung, die die DR ebenfalls nicht berücksichtigt, erschwert alle diese Faktoren zusätzlich: die Oberflächenqualität.
In der Luft- und Raumfahrt reichen korrekte Biegemaße nicht aus. Gleichermaßen entscheidend ist, dass die Qualität der Materialien und ihrer Oberflächen erhalten bleibt. Jede Unvollkommenheit der Oberflächen, jeder Kratzer oder jede Markierung – sei es auf den Innen- oder Außenseiten der Rohre – kann potenziell Ermüdungserscheinungen auslösen oder die mechanische Festigkeit der Bauteile verringern. Bei extremen Betriebsbedingungen, wie sie für die Luft- und Raumfahrt typisch sind, stellen solche Defekte einen nicht akzeptierbaren Risikofaktor dar.
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Um den extrem hohen Herausforderungen gerecht werden zu können, ist es erforderlich, über jeden Schritt des Biegeprozesses maximale Kontrolle haben. Deshalb sollte hier grundsätzlich eine vollelektrische Rohrbiegemaschine der jüngsten Generation gewählt werden.
Diese Maschinen ermöglichen höchste Genauigkeit in der Steuerung aller Prozessparameter und das Einhalten selbst strengster technischer Grenzwerte, wie sie in der Luft- und Raumfahrtindustrie gefordert sind.
Heute bieten mehrere Hersteller leistungsstarke vollelektrische Maschinen an – die Wahl eines Herstellers, der im Rohrbiegen über langjährige Praxiserfahrung verfügt, kann jedoch entscheidende Vorteile mit sich bringen.
Die BLM GROUP entwickelt und produziert seit mehr als zwanzig Jahren vollelektrische Rohrbiegemaschinen. Ihre erste vollelektrische Rohrbiegemaschine brachte sie im Jahr 2002 auf den Markt. Seither hat sie Hard- und Software-Lösungen entwickelt, die bei Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt den entscheidenden Unterschied ausmachen können.
Zu diesen Lösungen zählt VGPNext, eine der am weitesten entwickelten CAD/CAM-Software-Lösungen für die Programmierung von Rohrbiegemaschinen auf dem Markt. Die Plattform integriert leistungsstarke Funktionen, die den Maschinenbedienern ihre Arbeit erleichtern und eine optimale Kontrolle über den gesamten Produktionsprozess ermöglichen.
Zu den hochentwickelten Funktionen von VGPNext und den Rohrbiegemaschinen der BLM GROUP, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie besonders geschätzt werden, zählen:
B_Tools kompensiert automatisch die Rückfederungen des Materials nach dem Biegen.
Die anpassbare Drehmomentsteuerung regelt dynamisch die auf die Rohre einwirkende Spannkraft, was die Oberflächenqualität verbessert und Gleiten vermeidet.
Der einstellbare Booster optimiert die Schubkraft im Biegeprozess, was die Materialausdünnung am Außenradius verringert und die mechanischen Eigenschaften der Rohre erhält.
Weitere Kompensations- und Regelungsstrategien ermöglichen es der Maschine, sich an die speziellen Eigenschaften der zu verarbeitenden Materialien anzupassen. Hinzu kommen zahlreiche Funktionen für die Prozesssteuerung und spezielle Hardware-Lösungen wie gepolsterte Spannbacken und Biegewerkzeuge aus speziellen Materialien, die speziell für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt wurden.
Alle diese Funktionen tragen dazu bei, eine der wichtigsten Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie zu erfüllen: die drastische Reduzierung des Abfalls. In der Verarbeitung hochwertiger Materialien wie Titanlegierungen, Inconel und anderer Superlegierungen, die in der Luft- und Raumfahrt genutzt werden, ist sie ein entscheidender Faktor.
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Auch die Produktion kleiner Serien ist typisch für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Bei ihnen ist die Zeit, die Produktionswechsel beanspruchen, ein wichtiger strategischer Faktor.
Im Rohrbiegen bestimmen in erster Linie die Werkzeugwechsel über die Dauer der Produktionswechsel. Um hier hohe Effizienz, Wiederholgenauigkeit und Prozesssicherheit zu ermöglichen, hat die BLM GROUP Plug & Bend entwickelt. Bei diesem innovativen Schnellwechselsystem für die Biegewerkzeuge fallen jegliche manuelle Einstellungen weg.
Die Bediener brauchen die Komponenten lediglich einzusetzen und mit Schnellkupplungen zu verriegeln. Zusätzliche Einstellungen sind nicht erforderlich. Plug & Bend schließt Fehlerquellen aus. Gleiches gilt für Abweichungen von früheren Produktionen.
Das Ergebnis ist eine stets genaue und wiederholbare Produktion – unabhängig von den Erfahrungen der einzelnen Bediener.
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Wo für die Luft- und Raumfahrtindustrie produziert wird, können Rohrbiegemaschinen nicht allein danach ausgewählt werden, ob sie bestimmte Geometrie biegen können. Vielmehr müssen hier Faktoren wie die Prozesssteuerung, die erreichbare Oberflächenqualität, die Möglichkeit, spezielle Materialien verarbeiten zu können, die Verringerung des Ausschusses und die Wiederholgenauigkeit der Ergebnisse berücksichtigt werden.
In diesem Zusammenhang warten die vollelektrischen Rohrbiegemaschinen der neuesten Generation der BLM GROUP – im Zusammenspiel mit den hochentwickelten Funktionen von VGPNext und den innovativen Lösungen für die Werkzeugwechsel – mit der Kontrolle über den Prozess, der Wiederholgenauigkeit und der Zuverlässigkeit auf, wie sie die anspruchsvollsten Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie erfordern. Sie tragen dazu bei, den Ausschuss zu verringern und die Qualität der herzustellenden Teile sicherzustellen.