Der Airbus A380: Schmiedeteile können fliegen!

REPORT
Der Airbus A380:
Schmiedeteile können
fliegen! Bild: Airbus
Horst Apholt, Hagen
Die Böhler Schmiedetechnik GmbH & Co KG (nachfolgend
BSTG) mit Sitz im österreichischen Kapfenberg hat sich mit
hochwertigen Bauteilen für Flugzeug- und Triebwerkshersteller
einen Namen gemacht. Auch im neuen Airbus A380 steckt viel
Für den Giganten der Lüfte, in dem bis zu
853 Passagiere Platz haben, fertigt BSTG zum
Beispiel Teile für das Bugfahrwerk oder die
Aufhängung der Triebwerksgondeln. "Wir sehen
uns als Spezialist für die Herstellung von
hochbeanspruchten Schmiedestücken", sagt
Heinz F. Romen-Kierner, Geschäftsführer der
BSTG.
Spezialprodukte fertigt das Unternehmen für
die verschiedensten Anwendungsbereiche. Den
bedeutendsten Markt stellt aber der Flugzeugund
Triebwerksbau dar. Etwa 49 Prozent ma-
chen Luftfahrtteile, wie Strukturelemente, Lande-
und Steuerklappen und Getriebeteile aus.
Hinzu kommen Turbinenscheiben für Flugzeugtriebwerke
(14 Prozent), Schmiedeteile für
stationäre Dampf- und Gasturbinen (18 Prozent)
sowie andere Spezialschmiedestücke
(19 Prozent). Der Vertrieb erfolgt weltweit.
Etwas mehr als die Hälfte des Umsatzes wird in
Europa erzielt, aber auch Nordamerika und
Asien zählen zu den wichtigen Absatzmärkten.
Für den Airbus A380 werden Strukturbauteile
produziert, die in besonders hoch belaste-
Know-how des Unternehmens
– für das neue Großflugzeug
produziert BSTG eine Vielzahl
unterschiedlicher Typen von
Schmiedeteilen.
ten Bereichen zum Einsatz kommen. "Im
Einzelnen produzieren wir Slat Tracks; das
sind Führungselemente, die den Vorflügel im
Landeanflug steuern und fixieren. Hinzu
kommen Strukturbauteile für das Seiten- und
Höhenleitwerk sowie Führungs- und Antriebselemente
für die Landeklappen", erklärt
Christian Pehmer, Produktmanager Aerospace
Structures. Für Triebwerke stellt BSTG
zudem Turbinenscheiben her. Dabei unterscheidet
man zwischen BLISKS, bei denen
die Airfoils aus dem Vollen gefräst werden
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Bugrad mit
Führungen
Triebwerksaufhängung
und Scheiben, in welche einzelgefräste
Schaufeln eingefügt werden.
In den vergangenen Jahren haben sich die
Abläufe deutlich verändert. War es früher so,
dass der Kunde das Schmiedestück oftmals
selbst ausgelegt hat, legt BSTG heute Wert
darauf, als deren Hersteller von Anfang an in
den Entwicklungsprozess eingebunden zu sein.
"So erreichen wir eine den umformtechnischen
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Möglichkeiten orientierte Bauteilausführung",
sagt Technologieleiter Werner Zechner. "Das,
was wir früher vom Kunden zur Verfügung
gestellt bekamen, war ein eher konservativ ausgelegtes
Design mit viel Bearbeitungszugabe.
Mit unseren technischen Möglichkeiten und
unserem Know-how können wir als Hersteller
dagegen viel stärker die hervorragenden Eigenschaften
unserer Aggregate nutzen".
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Vorflügel mit
Slat Tracks
Seitenleitwerk
Gelenkteile
Landeklappen
Antrieb und Führung Strukturteile
Turbinenscheiben Blisks
Höhenleitwerk
Gelenkteile
BSTG verarbeitet verschiedene hochwertige
Werkstoffe. Für die Luftfahrtindustrie und den
Turbinenbau sind das die hochwarmfesten
Nickelbasis-Legierungen Alloy 718, Alloy
720, Alloy 625, Alloy 901, Alloy 80 A und
Waspaloy. Für nicht thermisch hochbelastete
Bauteile im Flugzeugbau, Turbinenbau oder
für die medizinische Anwendung werden die
Titanwerkstoffe Ti 6-4, Ti 10-2-3, Ti 4-4-2,
Bild 2: Hochleistungs-Triebwerk GP7000 –
leise und mit wegweisendem Wirkungsgrad
Bild: Pratt & Whithney

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Bild 3: Blick in den Werkzeugraum der 315 MN-Spindelpresse, ein Strukturbauteil für den
Tragflügel aus Titan wird geschmiedet Bild: Böhler
Ti 6-4 ELI, Ti 17, Ti 6-6-2, Ti 6-2-4-6 und
Ti 6-2-4-2 geschmiedet. Für anspruchsvolle
Bauteile des Maschinen- und Anlagenbaus
verarbeitet das Unternehmen hochlegierte
Stähle. Umgeformt werden zu 33 Prozent
Stähle, zu 32 Prozent Titan- und zu 35
Prozent Nickelbasis-Legierungen.
Einen besonderen Schwerpunkt legt BSTG
auch auf Werkstoffkompetenz. Das Unternehmen
arbeitet permanent mit Wissenschaftlern
der Montanuniversität Leoben, der
Universität München und anderen Forschungseinrichtungen
an der Weiterentwicklung
bzw. der Formgebung von
zukünftigen Werkstoffen zusammen.
Die Entwicklung des bauteilbezogenen
Fertigungsprozesses wird bei BSTG zu 100
Prozent in Eigenregie abgewickelt. In enger
Zusammenarbeit von Konstruktion, Entwicklung
und Metallurgie werden die Gesenke für
die jeweiligen Umformschritte ausgelegt. Für
kritische Bauteile führt BSTG vor dem Fertigungsstart
Computersimulationen des Umformvorgangs
durch, womit die Entwicklungszeit
verkürzt und die Herstellsicherheit
wesentlich erhöht werden. Mit dem Einsatz
von Finite-Elemente-Simulationen ist es
möglich, den Prozess vorab im Computer so
abzubilden, dass Fehler, wie z. B. Überlappungen,
Überhitzung oder ungenügende
Formfüllung ausgeschlossen werden können.
Zudem erlauben diese Tools eine Optimierung
des Einsatzgewichts und eine
Vorhersage von umformtechnischen Parametern,
wie Umformgrade, Schmiedestücktemperatur
während der Umformung, Korngröße
und Faserverlauf, die für die Qualität
des fertigen Schmiedeteils von ausschlaggebender
Bedeutung sind. Mit diesen
Berechnungen können auch prozessbedingte
Restspannungen in den Schmiedeteilen auf
ein Minimum reduziert werden, was für die
endformgebende mechanische Bearbeitung
von entscheidender Bedeutung ist.
"Bei rotationssymmetrischen Bauteilen,
wie z. B. Triebwerksscheiben, ermöglicht
diese Vorgangsweise außerdem eine gratlose
Herstellung des Schmiedeteils und damit zusätzliche
Einsparungen bei Material und
Werkzeugen", erklärt Martin Stockinger,
Leiter Entwicklung.
Für die Fertigung der Gesenke sowie zur
spanenden Bearbeitung von Schmiedeteilen
stehen programmierbare Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschinen
zur Verfügung, die eine
on-time-Bereitstellung der Werkzeuge und
eine höhere Wertschöpfung bei den Schmiedeteilen
ermöglichen.
Um die Qualität kritischer Luftfahrtteile zu
prüfen werden bei BSTG auch Ultraschallprüfung
in Tauchtechnik, Farbeindringverfahren
und Magnetpulverprüfung durchgeführt.
Zur exakten Kontrolle der Schmiedeteil-Endgeometrie
stehen mehrere 3-Koordinaten-Messmaschinen
sowie eine berührungslose
Lasermessmaschine zur Verfügung.
Kernaggregate in der Produktion sind die
weltweit größte Spindelpresse mit einer
maximalen Presskraft von 315 MN mit vorgeschalteter
Vorformstraße und Gesenkschmiedehämmer
von 80 bis 350 Kilojoule
Schlagenergie sowie mehrere Freiformhämmer.
Auf diesen Schmiedeanlagen werden
die technologisch anspruchsvollen Erzeugnisse
in kleinen Seriengrößen und unter Einhaltung
eines umfangreichen Systems zur
Qualitätssicherung – wie etwa nach ISO
9001 oder AS/EN 9100 bzw. nach spezifischen
Qualitätsanforderungen der Kunden –
gefertigt. BSTG ist von nationalen und internationalen
Abnahmegesellschaften zertifiziert;
eine Grundvoraussetzung, um auf
diesem Sektor ein akzeptierter Partner zu
sein.
Investitionen stehen auch in naher Zukunft
auf dem Programm. Ende 2006 soll eine weitere
Spindelpresse mit einer Prellschlagkraft
von 355 MN montiert sein und den Betrieb
im April 2007 aufnehmen. "Mit diesem Jahrhundertprojekt
fühlen wir uns für die
Zukunft gut gerüstet", sagt der Produktionschef
Johann Tockner. Die Chancen als
weltweiter Lieferant für die Luftfahrtindustrie
bewertet er trotz der zunehmenden
Konkurrenz durch osteuropäische und
asiatische Wettbewerber positiv. Romen-
Kierner: "Diesen boomenden Markt können
wir nur bedienen, wenn wir uns ständig an
der Spitze der technologischen Möglichkeiten
bewegen. Wir arbeiten schon heute an
den Folgemodellen Boeing Dreamliner 787
und Airbus A350. Flexibilität und Qualität
sowie die Bereitschaft zu Risk Sharing sind
unsere stärksten Argumente". ■
Erfolg mit Titan- und Nickelbasislegierungen
Die moderne Gesenk- und Freiformschmiede
Böhler Schmiedetechnik GmbH
& Co KG beschäftigte 2004 insgesamt 348
Mitarbeiter, erzielte einen Umsatz von rd.
87 Mio. EUR Die 1991 gegründete Firma
gehört zur Unternehmensgruppe Böhler
Uddeholm AG und hat ihren Sitz in
Kapfenberg/Österreich.
Die drei zentralen Segmente der BSTG
sind die Luftfahrt, der Turbinenbau und
sonstige Spezialschmiedestücke. Die größten
Kunden im Bereich Luftfahrt sind die
Flugzeughersteller Boeing, Airbus (EADS),
Bombardier, Embraer und deren Komponentenzulieferer
sowie die Triebwerkshersteller
General Electric, Volvo Aero, Snecma,
MTU und Rolls Royce. Böhler beliefert
sie mit Strukturteilen und Triebwerksscheiben
aus Titanlegierungen, Nickelbasislegierungen
und Luftfahrtstählen.
Die Hauptprodukte des Segments Turbinenbau
stellen präzisionsgeschmiedete
Turbinenschaufeln für Dampfturbinen und
für stationäre Gasturbinen dar. Die wichtigsten
Kunden in diesem Bereich sind Siemens,
Alstom, General Electric, Toshiba und
Ansaldo. Nachfrage kommt zudem aus
China und Osteuropa. Diese Wachstumsregionen
verzeichnen einen enormen Energiebedarf
und investieren daher verstärkt in den
Kraftwerks- und Turbinenbau. Als wichtigste
Produkte im Segment "Sonstige Spezialschmiedestücke"
produziert das Unternehmen
Schiffsdieselventile, Seilbahnklemmen
und Schienenräder für Niederflurwagen.
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