Flugzeugteile digital geplant 2 Minuten Lesezeit
Luftfahrt

Flugzeugteile digital geplant

Volkmar Held

Digitale Teileentwicklung ist der ressourcen- und budgetschonende Weg zum optimalen Bauteil. Bei voestalpine werden höchstbelastbare Luftfahrtteile aus hochwertigen Materialien deshalb am Rechner „vorproduziert“.

Neue Schmiedeteile entwickeln und ihren günstigsten Herstellungsweg vorplanen – damit erleichtert der Einsatz von Computern Entscheidungen für hochfliegende Pläne. Gemeinsam mit dem Kunden simulieren die Entwickler der BÖHLER Schmiedetechnik GmbH Flugzeugbauteile und deren Produktion noch vor dem ersten Hammerschlag. Sogar die Eigenschaften der geplanten Teile und die Ergebnisse der einzelnen Fertigungsstufen sind vorherberechenbar.

Maßgeschneiderte Produktion nach Kundenwunsch

Ausprobieren war gestern. Benötigt heute ein voestalpine-Kunde z. B. bei Triebwerkscheiben eine definierte Werkstoffstruktur und mechanische Eigenschaften mit sehr engen Toleranzen, werden die Möglichkeiten mit CAD-Programmen (Computer-Aided Design) im Voraus berechnet. Bei hohen Herstellungskosten und langen Entwicklungszeiten im Luftfahrtsektor kann nicht auf langwierige Versuche mit Probestücken zurückgegriffen werden. Daher koppelt die BÖHLER Schmiedetechnik GmbH zusammen mit ihren Kunden spezielle Software-Anwendungen. Anhand eigens entwickelter komplexer Modelle können damit lokale mechanische Eigenschaften wie z. B. die Dehngrenze in Schmiedeteilen vorausgesagt werden.

Optimierung durch digitale Simulationen

In den Simulationen kann der Stofffluss in den Werkzeugen während der Umformung sichtbar gemacht werden. Die Entwickler erkennen so mögliche Fehler und ermitteln die Umformkräfte. In Abhängigkeit vom Werkstoff können dabei physikalische Größen einzelner Umformungsschritte analysiert werden, damit später Prozessfenster wie beispielsweise Temperaturen präzise getroffen werden. Das tiefgehende Know-how der voestalpine-Prozessingenieure zeigt sich dabei wie in der vorhergehenden Bauteiloptimierung in der präzisen Beurteilung einzelner Einflussgrößen von Materialien und Prozessen.
Ein Beispiel macht den Vorteil deutlich: Durch das konturnahe Design eines Schmiedeteiles im Pylon (Triebwerksgondel) konnte auch das Endprodukt derart verändert werden, dass am Ende ein leichteres Fertigteil am Flieger verbaut wurde. Das Gewichtsverhältnis vom Fertig zum Schmiedeteil wurde von ca. 1:10 auf 1:5 halbiert.

Die voestalpine-Gesellschaft BÖHLER Schmiedetechnik GmbH entwickelt neue Modelle und Tools für die Analyse von Herstellungsprozessen. Mikrostruktur, Eigenspannungen und mechanische Charakteristika werden damit vorab berechnet – für maßgeschneiderte Bauteileigenschaften bei reduzierten Produktionskosten.