Durch Einsatz innovativer Herstell- und Verfahrenstechniken ist es dem Feingussspezialisten TITAL in Zusammenarbeit mit renommierten Projektpartnern gelungen, ein neuartiges und sehr komplexes Bauteil aus Titan-Feinguss für den Militärtransporter A400M zu entwickeln. Zu dem interdisziplinären Projektteam gehören neben TITAL die Firma CASSIDIAN mit Sitz im oberbayrischen Manching (Konstruktionsentwicklung) und Premium Aerotec mit Sitz in Augsburg (Laserschweißtechnik). Bei dem Bauteil handelt es sich um eine treibstoffführende, doppelwandige Rohrleitung (T-Fitting) mit extrem hoher Systemsicherheit. Nach Angaben der TITAL GmbH ist nicht nur dieses T-Fitting mindestens europaweit einzigartig, sondern auch der Einsatz des Laserstrahlschweißverfahrens durch die Premium Aerotec, das hierbei zur Anwendung kommt. Das besonders leichte Bauteil konnte nur im engen Zusammenspiel von vielen Fachdisziplinen und Spezialisten realisiert werden. Endkunde ist Europas größter Luftfahrtkonzern AIRBUS. Alle beteiligten Unternehmen bewerben sich mit diesem einzigartigen Titanbauteil um den AIRTEC Award, der in diesem Jahr zum zweiten Mal auf Messe AIRTEC vom 2. bis 4. November in Frankfurt verliehen wird.
Von der Exklusivität des T-Fittings war auch die Jury des AIRTEC Awards überzeugt. Sie verlieh der TITAL GmbH, CASSIDIAN und Premium Aerotec im Rahmen der Messe AIRTEC in Frankfurt (2. bis 4. November) den Goldenen AIRTEC Award. Der Preis wurde zum 5. Jubiläum der AIRTEC in Gold, Silber und Bronze verliehen. Er zeichnet außergewöhnliche Leistungen sowie neue technische und wirtschaftliche Lösungen aus.
Das Bauteil mit drei Rohrabgängen (Maße 400 x 250 x 210 mm) zeichnet sich dadurch aus, dass es aufgrund seiner besonders dünnen Wandstärke und mit nur 5 Kilogramm Gewicht wesentlich leichter ist als herkömmlich gefertigte Bauteile. Das spart beim Fliegen Treibstoff und damit CO2, schont also auch die Umwelt. „Unsere Aufgabe bestand darin, sechs Titan-Feingussteile zu einem doppelwandigen Rohr zu entwerfen, das eben diese geringe Wandstärke von nur 1,8 mm und sehr enge Toleranzen aufweist", erläutert Dirk Friedewald-Witte, Engineering-Manager bei TITAL, die Herausforderung des Projekts.
Weitere Besonderheit: Die einzelnen Titan-Feingussteile mussten von der TITAL GmbH so präzise gegossen und anschließend an den Fügestellen mechanisch bearbeitet werden, dass sie problemlos von der Premium Aerotec in Augsburg mittels Laserstrahlschweißen aneinander gefügt werden konnten. Auch das ist einzigartig. Bislang wird das Laserstrahl-Schweißverfahren bei Titanbauteilen in der kommerziellen Luftfahrt noch gar nicht eingesetzt. Die Regel sind sehr aufwändige Schweißkonstruktionen mittels des WIG-Schweißverfahrens. Das Laserstrahl-Schweißverfahren stellt dagegen durch einen hohen Automatisierungsgrad ein kraftfreies, sehr reproduzierbares und für den Werkstoff schädigungsarmes Fertigungsverfahren dar. „Durch den vergleichsweise geringen Wärmeeintrag konnten wir eine Fertigungsstrategie entwickeln, die nacharbeitungsfreie Bauteile ermöglicht", so der Ingenieur. Die Produktion gestaltet sich damit letztlich viel schlanker und kostengünstiger.
Bis das Bauteil serienmäßig produziert werden konnte, vergingen fast drei Jahre. „Von der Idee bis zum ersten Musterentwurf haben wir wirklich sehr intensiv an einer fertigungsgerechten Konstruktion gearbeitet", berichtet Dirk Friedewald-Witte. Zunächst waren verschiedene Herstellungskonzepte und Fertigungsvarianten hinterfragt worden, um die geforderten Bauteileigenschaften darstellen zu können. Das fertig bearbeitete T-Fitting weist nun acht Nähte auf. Um die erforderlichen Schweißnahtgeometrien zu erzielen, wurden die Fügestellen mit Zentrierlippen ausgestattet. Ziel war es, für alle Nähte einen einzigen Laserstrahlschweißkopf zu verwenden. „Das war gar nicht so einfach", resümiert Friedewald-Witte. Unter den gegebenen unterschiedlichen Anforderungen, vor allem auch hinsichtlich der erforderlichen Schutzgasabdeckung, habe sich diese Aufgabe als sehr schwierig herausgestellt. Durch den Einsatz von optimierten Düsengeometrien konnten alle Schweißnähte prozesssicher und anlauffarbenfrei hergestellt werden.
Derzeit werden sowohl das Bauteil als auch das neuartige Produktionsverfahren von AIRBUS geprüft. Wie Dirk Friedewald-Witte berichtet, warte man jetzt nur noch darauf, dass das T-Fitting die strengen Qualifikationsanforderungen von AIRBUS besteht. „Wir rechnen in 2011 mit den Ergebnissen", so der Engineering-Manager.
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