Adaptive Produktionstechniken

"Es spricht einiges für den Serieneinsatz"

Warum sich ein führender Hersteller der Luftfahrtbranche besonders für adaptive Produktionstechniken interessiert, erfuhr Fachjournalist Nikolaus Fecht auf der ILA 2014 von Dr. Uwe Heßler, Head of Research & Technology bei Rolls-Royce Deutschland in Dahlewitz (bei Berlin).

Dr. Uwe Heßler: "Die Vereinigung so unterschiedlicher Prozesse wie additive Verfahren und Zerspanung eröffnet neue Möglichkeiten, um Komponenten herzustellen."

Fecht: Dr. Heßler, Rolls-Royce beteiligt sich am Innovationscluster "AdaM - Adaptive Produktion für Ressourceneffizienz in Energie und Mobilität", in dem die Fraunhofer-Institute IPT und ILT altbewährte Verfahren wie 5-Achs-High-Speed-Cutting und Additive-Manufacturing zu einem neuen Prozess zu vereinen. Wie beurteilen Sie diesen Hybrid-Prozess?

Heßler: Die Vereinigung so unterschiedlicher Prozesse wie additive Verfahren und Zerspanung eröffnet neue Möglichkeiten, um Komponenten herzustellen. Die in der Luftfahrt bestehende grundlegende Forderung nach zugelassener Werkstoffqualität ist hierbei vor dem Hintergrund der Prozesskontrolle und möglichen Wechselwirkungen der Prozesse zu sehen. Die Umsetzbarkeit von hybriden Prozessen hängt von vielen Prozesseigenschaften wie Schweißspritzer, Wärmeverzug oder Spannungen im Bauteil ab. Der Kapazitätsbedarf und die Gesamtprozesskette sind dafür entscheidend, ob ein Hybridprozess auf einer gemeinsamen Anlage oder Maschine verwirklicht werden kann.

Welche Komponenten lassen sich im ersten Schritt fertigen?

Heßler: Wir konzentrieren uns beispielsweise auf nicht rotierende Bauteile mit komplexen Geometrien: Dazu zählen zum Beispiel Brennstoffdüsen, die zwar nicht dynamisch, aber dafür thermisch sehr stark beansprucht werden.

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Wo sehen Sie einen möglichen Hebel für den Durchbruch?

Heßler: Weil sich Geometrieänderungen sehr schnell umsetzen lassen, sehe ich die Herstellung von Entwicklungsbauteilen als gute Einsatzmöglichkeit an. Diese mussten früher zeitaufwändig im Gussverfahren hergestellt wurden. Vor einem Einsatz in der Serie müssen Werkstoffeigenschaften und Kosten stimmen. Doch es deutet manches daraufhin, dass die Verfahren kostengünstiger werden und auch die Qualität besser. Daher spricht einiges für einen künftigen Einsatz in der Serie.

Sehen Sie einen besonderen Ansatzpunkt für die laser-additiven Verfahren wie Laserauftragsschweißen ¿ für besonders knifflige Aufgabenstellungen?

Heßler: Ja, denn es lassen sich beispielsweise beliebig geformte Kühlluftkanäle für Turbinenschaufeln erzeugen, für die sonst nur sehr aufwändige, elektrochemische Verfahren infrage kommen. Gerade in der Herstellung dieser sehr komplexen Geometrien sehe ich die künftigen Haupteinsatzgebiete dieser Verfahren. Allerdings müssen die Werkstoffe auch den extrem hohen Temperaturen, Drücken und Kräften im Inneren eines Triebwerks standhalten können. kf

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