Mit einem Volumen von geschätzt etwa 400 Mrd. US-Dollar – diese Summe wird sich bis 2035 voraussichtlich verdoppeln – zählt die Luft- und Raumfahrt für die verarbeitende Industrie aktuell zu den interessantesten Märkten.
Das Wachstum dieser Industrie wird von verschiedenen Faktoren getrieben: unter anderem von der stetigen Zunahme des Flugverkehrs, der Entwicklung der Weltraum-Ökonomie und – insbesondere in den vergangenen Jahren – der wachsenden Nachfrage im Verteidigungssektor.
Als Branche mit ausgeprägtem Pioniergeist strebt die Luft- und Raumfahrtindustrie permanent danach, die Grenzen der Möglichkeiten der Menschheit und ihrer Technologien hinauszuschieben. Daraus resultieren extrem hohe Anforderungen an die Qualität und Zuverlässigkeit, was wiederum die Entwicklung neuer Materialien, Prozesse und technischer Lösungen vorantreibt.
Rohrbiegen in der Luft- und Raumfahrtindustrie
Wie alle mechanischen Bauteile von unter anderem Flugzeugen, Raketen, Hubschraubern oder Drohnen müssen auch die in ihrer Produktion eingesetzten Rohrkomponenten mechanische Stabilität mit Zuverlässigkeit und möglichst geringem Gewicht vereinen – egal, ob sie flüssige Stoffe transportieren oder als tragende Elemente dienen.
So werden in dieser Industrie Rohre mit dünnen Wandstärken aus leichten Materialien wie unter anderem speziellen Titanlegierungen, Aluminium und Edelstahl verarbeitet. In Kombination mit den extrem hohen Qualitätsanforderungen der großen Hersteller dieser Branche machen die Eigenschaften dieser Materialien das Rohrbiegen hier zu einem extrem anspruchsvollen Prozessschritt, der ein hohes technisches Niveau voraussetzt.
Die Ergebnisse werden von verschiedenen Faktoren bestimmt – allem voran auch von der Fähigkeit, bei allen Teilen geometrische Genauigkeit und hohe Oberflächenqualität garantieren sowie die Materialausdünnung am Außenradius mikrometergenau steuern zu können. Damit nicht genug: Angesichts der hohen Kosten der verarbeiteten Materialien muss der Abfall nahe Null reduziert werden.
Auch die Lasertechnologie wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie zunehmend genutzt – sowohl im Laserschneiden als auch im Laserschweißen.
Weitere Informationen hierzu finden Sie in unserem Fachartikel Wärmeeinflusszonen in der Herstellung von Komponenten für die Luft- und Raumfahrtindustrie mit dem Laserschneiden.
Biegen von Rohren mit dünnen Wandstärken mit Werkzeugen, die an ihre Geometrie angepasst sind .
Ein gebogenes Rohr mit exakter Geometrie
In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist Präzision in der Produktion von Bauteilen eine Grundanforderung. Erzielen Hersteller die erforderliche Genauigkeit in einem Produktionsprozess, der den Ausschuss minimiert, haben sie im Wettbewerb einen realen Vorteil. Vor allem zwei Aspekte geben dabei den Ausschlag: die extrem hohen Kosten der zu verarbeitenden Materialien und die kleinen Serien mit je nachdem jährlich nur wenigen Teilen.
In diesem Szenario kann das umfassende Rohrbiegemaschinen-Portfolio der BLM GROUP Chancen zur Differenzierung im Markt bieten: Die vollelektrische Technik dieser Maschinen und ihre Antriebe der neuesten Generation garantieren Achsbewegungen mit einer Genauigkeit im Hundertstel-Millimeterbereich – bei gleichzeitig perfekter Steuerung der Biegeprozesse.
Auch die Software dieser Maschinen spielt eine entscheidende Rolle.
So speichert VGPNext, die Software der BLM GROUP für die Programmierung ihrer Biegemaschinen, alle Biegeparameter zusammen mit den Teileprogrammen. Und sie kompensiert automatisch die im Biegeprozess auftretenden Dehnungen und Rückfederungen, so dass die Maschinen auf Anhieb einwandfreie Teile produzieren. Damit reduziert diese Software signifikant die Zahl der erforderlichen Testbiegungen und den Ausschuss. Im Zusammenspiel mit den Werkzeug-Schnellwechselsystemen vereinfacht sie Produktionswechsel, merzt Fehlerquellen aus und unterstützt die hohe (Wiederhol-)Genauigkeit der Produktion.
Im Ergebnis lassen sich die in der Branche geforderten Grenzwerte hinsichtlich der Ovalität und Geometrie der Biegungen ohne weiteres einhalten. Gleiches gilt für vorgegebenen Cpk-Werte.
Luft- und Raumfahrtanwendungen: Warum ist LT-FREE die perfekte Lösung?
Treibstoffleitung für die Luft- und Raumfahrtindustrie.
Außenradius (Extrados) – eine kritische Komponente der Qualität von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie
Der Außenradius ist beim Rohrbiegen der der am stärksten gedehnte Materialbereich. Im Biegen von Rohren für die Luft- und Raumfahrtindustrie ist er angesichts der Steifigkeit der verwendeten Materialien und ihrer dünnen Wandstärken ein besonders kritischer Faktor.
Tatsächlich stellen die großen Hersteller dieser Branche besonders hohe Anforderungen an die Prozentwerte der Materialausdünnung am Außenradius gebogener Rohre. Es gibt verschiedene Lösungen, mit denen sich das Phänomen der Wandverdünnung eingrenzen lässt. Diese setzen in aller Regel aber voraus, dass modernste Rohrbiegemaschinen zum Einsatz kommen, bei denen alle Komponenten der Biegewerkzeuge individuell auf die zu verarbeitenden Rohre abgestimmt werden können.
Eine gleichermaßen wichtige Rolle spielt der Biegedorn: In der Herstellung von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie werden im Normalfall Kugeldorne mit mehreren Kugeln und optimierter Schmierung eingesetzt, die den Biegeprozess im Inneren der Rohre optimal unterstützen.
Vermessung des Außenradius eines für die Luft- und Raumfahrtindustrie gebogenen Rohres.
Oberflächenqualität von Biegungen
Auch die Oberflächenqualität der Innen- und der Außenseiten gebogener Rohre ist bei Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie ein kritischer Faktor. Angesichts ihrer dünnen Wandstärken und der besonders anspruchsvollen Bedingungen in ihren Einsatzbereichen (Vibration, hohe Temperaturen und Druck), kann jeder Oberflächenfehler Risse und Brüche bewirken. Das kann unmittelbare Folgen für die Sicherheit haben.
Vor diesem Hintergrund sind auch die von den großen Herstellern dieser Branche vorgegebenen Grenzwerte für die Rauheit der Oberflächen der für sie hergestellten Rohrkomponenten extrem eng. Es darf weder Spannspuren noch Kratzer und Dellen geben – bzw. gelten für ihre Tiefe äußerst enge Toleranzen.
Bei den Rohrbiegemaschinen der BLM GROUP, die Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie nutzen können, handelt es sich um vollelektrische Maschinen der neuesten Generation, die die Materialien im Biegeprozess dank ihrer spezieller Steuerungsfunktionen mit höchster Genauigkeit handhaben. Das gilt unter anderem für die elektrische Steuerung aller Komponenten der Biegewerkzeuge und das modulare Spannmoment. Mit ihnen können die auf die Rohre ausgeübten Kräfte dynamisch gesteuert werden.
Darüber hinaus lassen sich für besonders kritische Anwendungen Biegewerkzeuge aus speziellen Materialien herstellen, die das Gleiten der Rohre erleichtern und somit Kratzer oder Dellen ausschließen.
Generell lautet das Ziel, eine Oberflächenqualität zu erreichen, bei der eventuelle Mängel auch dann nicht spürbar sind, wenn sie berührt oder mit einem Fingernagel über sie gestrichen wird.
Rohrbiegen mit minimaler Oberflächenrauheit.
Schlussfolgerungen
In der Luft- und Raumfahrtindustrie, in der höchste Genauigkeit, Qualität und Zuverlässigkeit elementare Anforderungen sind, müssen im Rohrbiegen hochentwickelte Technologien eingesetzt werden, mit denen die erforderlichen Ergebnisse bei minimalem Ausschuss und mit möglichst wenigen Testbiegungen erreichbar sind.
Die vollelektrischen Rohrbiegemaschinen der BLM GROUP erlauben eine vollständige Kontrolle über den Biegeprozess. Gleichzeitig vereinfachen sie Produktionswechsel, da sie keine manuellen Einstellungen erfordern. Und sie verfügen über die leistungsstarke und intuitiv bedienbare sowie von KI-Algorithmen unterstützte Programmier-Software VGPNext.
Die Ergebnisse sind höhere Effizienz in der Produktion, die Vermeidung von Ausschuss und die Fähigkeit, den strengsten technischen Vorgaben der Branche gerecht werden zu können.
