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Im Rahmen einer Gewichtsoptimierung bei dem Airbus-Militärtransporter vom Typ A400M konnte jetzt ein neues Aluminium-Bauteil der Firma TITAL aus Bestwig qualifiziert werden. Das sogenannte Channel Fitting sitzt im Fahrwerksschacht und ist mit dem Aktuator verbunden, der die Fahrwerksklappen bei Start und Landung öffnet bzw. schließt. Das Channel Fitting und die damit verbundene Kinematik für die Fahrwerksklappen ist enormen Kräften ausgesetzt. TITAL wird das Channel Fitting aus Aluminium mit dem HERO Premium-Casting®-Feingussverfahren herstellen. Im Vorfeld stand eine topologische Optimierung. Diese Optimierung spart Gewicht, Kosten und Treibstoff. Das Bauteil wird inklusive aller Einbauteile "Ready for Assembly" an Airbus ausgeliefert. Dafür waren zahlreiche Zertifizierungen erforderlich, die TITAL erfolgreich bestand.
Das Channel Fitting entkoppelt die Lasteinwirkung des Rumpfes von der Kinematik. "Eine Lasteinwirkung entsteht u.a. bei der Landung, wenn sich der Rumpf bei dem Landestoß verformt", erläutert Thomas Stephan, Airbus Key-Account-Manager bei TITAL. Für die ersten Testflugzeuge wurde das Channel Fitting aus einem Aluminium-Schmiedeblock gefräst. Die Herausforderung für die Ingenieure während der Testphase bestand u.a. darin, Gewichtseinsparungen zu finden. Mit Hilfe der Topologieoptimierung, die im Unterauftrag durch die Fa. ALTAIR Engineering durchgeführt wurde, ist es AIRBUS und TITAL nun gelungen, das Channel Fitting aus Aluminium mit einem Gewicht von nur noch 20 kg herzustellen. Das Bauteil mit den Maßen 1200 x 400 x 400 mm gehört für TITAL zu den großen Aluminium-Feingussteilen. Die Feingussvariante ist ca. 5 % leichter als die gefrästen Bauteile. Die etwas niedrigeren Festigkeiten der Aluminium Feingussteile im Vergleich zu den Frästeilen konnten durch eine Geometrieoptimierung mit Hilfe von so genannten topologischen Verfahren ausgeglichen werden. Bei der Topologieoptimierung, in diesem Fall mit Hilfe der von ALTAIR selber entwickelten Software OptiStruct, wird der Werkstoff entlang der Kraftlinien innerhalb eines festgelegten Raums optimal verteilt. Auf diese Weise entstehen oft ganz neue Geometrien, die stark an bionische Strukturen erinnern. Feinguss bietet an dieser Stelle mehr konstruktive Freiheitsgrade als die Zerspanung. Dadurch erhöht sich das Optimierungspotenzial deutlich.
Zusätzlich ist das Channel Fitting mit dem Gussfaktor 1,0 ausgelegt. Möglich wird dies, weil mit dem von TITAL patentierten HERO-Premium-Casting®-Gießverfahren produziert wird.
Das bionisch optimierte Bauteil wird von TITAL "Ready for Assembly", also einbaufertig an Airbus geliefert. Das gegossene Channel Fitting wird mechanisch bearbeitet, lackiert und mit 40 verschiedenen Bauteilen bestückt. Die zu montierenden Bauteile, wie z.B. Buchsen, Blechbiegeteile, Frästeile und Normteile werden von TITAL beschafft. Das Assembly findet in Bestwig statt. Um die Montagearbeiten durchführen zu können, musste sich TITAL erst einmal für besondere Montageprozesse, s.g. "Special Processes" qualifizieren. Jeder dieser Prozesse wird von AIRBUS auditiert und zertifiziert. Allein für das Channel Fitting hat TITAL mit Airbus 23 Prozessqualifikationen durchgeführt. Darüber hinaus wird das Channel Fitting zusätzlich einer sogenannten zerstörenden Werkstoffprüfung unterzogen. Wie Berthold Busch, Leiter des Qualitätsmanagements bei TITAL, erklärt, werden dafür Proben aus dem Gussteil entnommen, die dann mittels Zugversuch auf ihre mechanisch-technologischen Eigenschaften hin überprüft werden. 10 Proben sind nötig, um das Testverfahren abzuschließen. Die zerstörende Prüfung wird auch im Rahmen der Serienproduktion regelmäßig wiederholt.
Mit den neuen Zertifizierungen verspricht sich TITAL nun, weitere Aufträge bei Airbus generieren zu können. Dabei zielt TITAL auf eine höhere vertikale Integration durch die zusätzliche Veredelung der Gussteile, wie zum Beispiel die finale mechanische Bearbeitung, Oberflächenschutz oder die Integration von Montageteilen. Das Channel Fitting-Projekt ist zudem auf Dauer angelegt. Thomas Stephan: "Wir gehen derzeit davon aus, dass diese Bauteile viele Jahre hergestellt werden." So verweist der Ingenieur darauf, dass allein jetzt schon 174 Maschinen vom Typ A400M von Deutschland, Spanien, Frankreich, England, der Türkei, Malaysia, Luxemburg und Belgien geordert wurden. "Auch wenn die deutsche Regierung nicht mehr alle bestellten Flieger abnehmen sollte, gehen wir davon aus, dass künftig deutlich mehr Maschinen gebaut werden."
Das Channel Fitting entkoppelt die Lasteinwirkung des Rumpfes von der Kinematik. "Eine Lasteinwirkung entsteht u.a. bei der Landung, wenn sich der Rumpf bei dem Landestoß verformt", erläutert Thomas Stephan, Airbus Key-Account-Manager bei TITAL. Für die ersten Testflugzeuge wurde das Channel Fitting aus einem Aluminium-Schmiedeblock gefräst. Die Herausforderung für die Ingenieure während der Testphase bestand u.a. darin, Gewichtseinsparungen zu finden. Mit Hilfe der Topologieoptimierung, die im Unterauftrag durch die Fa. ALTAIR Engineering durchgeführt wurde, ist es AIRBUS und TITAL nun gelungen, das Channel Fitting aus Aluminium mit einem Gewicht von nur noch 20 kg herzustellen. Das Bauteil mit den Maßen 1200 x 400 x 400 mm gehört für TITAL zu den großen Aluminium-Feingussteilen. Die Feingussvariante ist ca. 5 % leichter als die gefrästen Bauteile. Die etwas niedrigeren Festigkeiten der Aluminium Feingussteile im Vergleich zu den Frästeilen konnten durch eine Geometrieoptimierung mit Hilfe von so genannten topologischen Verfahren ausgeglichen werden. Bei der Topologieoptimierung, in diesem Fall mit Hilfe der von ALTAIR selber entwickelten Software OptiStruct, wird der Werkstoff entlang der Kraftlinien innerhalb eines festgelegten Raums optimal verteilt. Auf diese Weise entstehen oft ganz neue Geometrien, die stark an bionische Strukturen erinnern. Feinguss bietet an dieser Stelle mehr konstruktive Freiheitsgrade als die Zerspanung. Dadurch erhöht sich das Optimierungspotenzial deutlich.
Zusätzlich ist das Channel Fitting mit dem Gussfaktor 1,0 ausgelegt. Möglich wird dies, weil mit dem von TITAL patentierten HERO-Premium-Casting®-Gießverfahren produziert wird.
Das bionisch optimierte Bauteil wird von TITAL "Ready for Assembly", also einbaufertig an Airbus geliefert. Das gegossene Channel Fitting wird mechanisch bearbeitet, lackiert und mit 40 verschiedenen Bauteilen bestückt. Die zu montierenden Bauteile, wie z.B. Buchsen, Blechbiegeteile, Frästeile und Normteile werden von TITAL beschafft. Das Assembly findet in Bestwig statt. Um die Montagearbeiten durchführen zu können, musste sich TITAL erst einmal für besondere Montageprozesse, s.g. "Special Processes" qualifizieren. Jeder dieser Prozesse wird von AIRBUS auditiert und zertifiziert. Allein für das Channel Fitting hat TITAL mit Airbus 23 Prozessqualifikationen durchgeführt. Darüber hinaus wird das Channel Fitting zusätzlich einer sogenannten zerstörenden Werkstoffprüfung unterzogen. Wie Berthold Busch, Leiter des Qualitätsmanagements bei TITAL, erklärt, werden dafür Proben aus dem Gussteil entnommen, die dann mittels Zugversuch auf ihre mechanisch-technologischen Eigenschaften hin überprüft werden. 10 Proben sind nötig, um das Testverfahren abzuschließen. Die zerstörende Prüfung wird auch im Rahmen der Serienproduktion regelmäßig wiederholt.
Mit den neuen Zertifizierungen verspricht sich TITAL nun, weitere Aufträge bei Airbus generieren zu können. Dabei zielt TITAL auf eine höhere vertikale Integration durch die zusätzliche Veredelung der Gussteile, wie zum Beispiel die finale mechanische Bearbeitung, Oberflächenschutz oder die Integration von Montageteilen. Das Channel Fitting-Projekt ist zudem auf Dauer angelegt. Thomas Stephan: "Wir gehen derzeit davon aus, dass diese Bauteile viele Jahre hergestellt werden." So verweist der Ingenieur darauf, dass allein jetzt schon 174 Maschinen vom Typ A400M von Deutschland, Spanien, Frankreich, England, der Türkei, Malaysia, Luxemburg und Belgien geordert wurden. "Auch wenn die deutsche Regierung nicht mehr alle bestellten Flieger abnehmen sollte, gehen wir davon aus, dass künftig deutlich mehr Maschinen gebaut werden."
