Mobile Fräseinheit für MRO sowie anspruchsvolle Produktionsaufgaben // Klein, leicht, mobil – mit höchster Performance
Bei den neuesten Flugzeuggenerationen kommen im Primärstrukturbereich bereits verstärkt Faserverbundwerkstoffe zum Einsatz. Ganze Tragflächen und Rumpfsegmente werden mittlerweile aus den ultraleichten Kohlefasern hergestellt. Das wiederum stellt komplett neue Herausforderungen an Wartungsbetriebe, denn herkömmliche Reparaturverfahren sind nicht mehr wirtschaftlich anwendbar. Reparaturarbeiten an beschädigten Faserverbundstoffen werden bis dato meist in aufwändiger Handarbeit ausgeführt. Dazu muss in vielen Fällen zum Beispiel das Flugzeug zurück in den Hangar, um manuell repariert werden zu können. Diese Art der Instandsetzung dauert wenige Tage bis mehrere Wochen. Die Luftfahrtindustrie sucht nach adäquaten Lösungen, die es ermöglichen, ihre CFRP-Flieger möglichst schnell und in hoher Qualität instand zu setzen – denn auch im Carbon-Zeitalter wird es im laufenden Luftfahrzeugbetrieb unweigerlich zu Schäden an der Flugzeughaut kommen.
Genau auf solch anspruchsvolle Anwendungen zielt der neue ULTRASONIC mobileBLOCK von DMG MORI und SAUER. Diese mobile 5-Achs-Fräseinheit ermöglicht erstmalig das strukturierte Abarbeiten der eigentlichen Reparaturaufgabe in wenigen Minuten bei 100 Prozent gleichbleibender Qualität, Präzision und Wiederholgenauigkeit. Dank der 5-Achs-Kinematik mit integrierter Dreh- und Schwenkachse sind anspruchsvolle Bearbeitungen an gekrümmten Flächen im Winkel von +/- 95° möglich. Durch seine Leichtbauweise kann der ULTRASONIC mobileBLOCK einfach und flexibel mittels Vakuum-Saugfüssen angedockt werden. Neben Reparaturarbeiten lässt sich diese innovative, mobile Fräseinheit darüber hinaus genauso effektiv bei anspruchsvollen Produktionsaufgaben integrieren (z.B. Einbringen von Bohrungen, Aussparungen oder Taschen in CFK-Komponenten).
Die justierbaren Vakuumfüße des ULTRASONIC mobileBLOCKs erzeugen eine Ansaugkraft von 256 N je Fuß. 12 Vakuumfüße sind dabei im Standard enthalten – 16 Stück sind optional erhältlich. Bewegliche Kugelgelenke und bis zu 45° schwenkbare Halterungsarme ermöglichen dabei eine einfache und schnelle Adaption auf ebenen Flächen (z.B. Tragflächen) und insbesondere auch auf Komponenten mit Radien und komplexeren Konturen (z.B. Rahmenelemente am Flugzeugrumpf). Durch seine äußerst kompakte Leichtbau-Konstruktion sowie das geringe Gewicht von weniger als 90 kg ist diese mobile 5-Achs-Fräseinheit mehr als prädestiniert für ein schnelles und problemloses „Andocken“ direkt an der Schadstelle. Der Rahmen, das X-Achs-Portal, die Gehäuse der Servomotoren, die Adaptionsarme sowie der Z-Achs-Schlitten des ULTRASONIC mobileBLOCKs sind aus CFK gefertigt und dadurch vor allem unempfindlich gegen thermische Ausdehnung. Außerdem unterstreicht diese Konstruktion das intelligente Leichtbaukonzept.
Standardmäßig ist eine schnelle Adaption des ULTRASONIC mobileBLOCKs mittels Kran problemlos umsetzbar. Somit lässt sich diese mobile Fräseinheit in wenigen Minuten an die unterschiedlichsten Oberflächen andocken. Eine neue Konzeptstudie behandelt ein mögliches Szenario für eine automatisierte Positionierung des ULTRASONIC mobileBLOCKs mittels mobilem Transportwagen auf Rädern oder auch auf Schienen. Dies wird eine universelle, automatisierte Adaption sowohl für MRO- sowie Produktionsaufgaben ermöglichen.
Die 5-Achs-NC-Control Beckhoff TwinCAT 3 ermöglicht dem Anwender eine einfache, PC-basierte Bedienung via 21" Multi-Touchscreen. Die ganzheitliche Bedienerführung ist höchst anwenderfreundlich ausgelegt und begleitet sinnvoll von der Bauteilbezeichnung, dem Definieren der Schadstelle sowie der Bearbeitungsaufgabe über die Laser-Oberflächenvermessung des Werkstücks bis zur Erstellung des finalen NC-Files. Eine mögliche Integration in ein bestehendes Firmennetzwerk sowie ein kontinuierlicher Internetzugang sind Standard.
Für die eigentliche Bearbeitungsvorbereitung ist der Einsatz von zwei unterschiedlichen, für die CFK-Anwendung optimierten Lasern möglich. Der Punkt-Laserscanner dient zum Detektieren der Werkstückoberfläche in Z, während der integrierte Linienscanner aus bis zu 640 Einzelpunkten für die Oberflächenrückführung von 3D-Formen genutzt wird. Beide Komponenten lassen sich in nur weniger Sekunden je nach Bearbeitungsaufgabe ein- und ausbauen. Der intelligente Kinematik-Aufbau mit X-, Y-, C-, Z- und A-Achse erlaubt die uneingeschränkte 5-Achs-Simultanbearbeitung sowie höchste Dynamik durch eine optimierte Auslegung des Schwerpunktes. Die Hochleistungsspindel mit 35.000 min-1 besitzt einen A-Achs-Schwenkkopf (+/- 95°) und ist an einem Z-Achs-Schlitten aus CFK montiert.