Der japanische Werkzeugmaschinenhersteller Makino will nach den Worten seines Europa-Chefs Anders Ingemarsson seine „unangefochtene Führung bei der Flugzeugteilefertigung konsequent ausbauen.“ So wollen die mittlerweile zum Technologie- und Serviceanbieter avancierten Japaner insbesondere auf den diesjährigen Herbstmessen AMB (Stuttgart) und BI-MU (Mailand) der Fertigungsindustrie eine ganze Reihe neuer Impulse geben. Dies nicht nur mit Maschinen, sondern auch mittels Prozess-know how und Technologietransfer.

Die Luftfahrt-Zulieferindustrie steckt mitten in der Restrukturierung. Mehr denn je ist es für Zulieferbetriebe wichtig, sich im Kampf um Aufträge mit hoher Teile- und Lieferqualität zu positionieren. Und natürlich mit wettbewerbsfähigen Preisen. Wo aber liegt noch das größte Rationalisierungspotenzial aus fertigungstechnischer Sicht brach? Für Uwe Speetzen, General Manager Production Machinery bei Makino, ist der Befund klar:

„Bei der Titanbearbeitung liegt der Schlüssel hierzu zweifelsohne im Wissen um die Möglichkeiten der Werkzeug-Technologie.“ Bei der Betreuung eines aktuellen Auftrages aus der italienischen Luftfahrt-Zulieferindustrie, wo Makino die Bearbeitung teilweise komplexer Fünfachsen-Teile technologisch optimiert hat, sei beispielsweise sehr stark klar geworden, dass ein wesentlicher Optimierungspunkt die Werkzeugkosten sind. „Da arbeiten wir mit einigen Werkzeugherstellern zusammen. Das ist eine gute Performance für den Anwender bereitzustellen“ erklärt Speetzen. Werkzeugstandzeiten liessen sich auf das Drei- bis Vierfache hochtreiben. Aber das Potenzial sei bei weitem noch nicht ausgereizt.

Maschinenseitig jedenfalls will Makino der Fertigungsindustrie eine ganze Reihe neuer Wege zur Prozessoptimierung ebnen. Etwa mit der D 500, einem fünfachsigen vertikalen Bearbeitungszentrum, der MAG 1, einem fünfachsigen horizontalen Bearbeitungszentrum, (für bis zu 1 500 mm große Flugzeugbauteile aus Aluminium) sowie dem Modell MAG 7, einer Maschine zur Fertigung von bis zu 7 m langen Strukturbauteilen in der Luftfahrt. Im Messe-Portfolio haben die Japaner überdies das horizontale Bearbeitungszentrum MAGT für bis zu 4 m große Titanteile und die DUO 43 & 64, eine neue Generation von Drahterodiermaschinen, die auf relativ kleinem Raum mit großen Verfahrwegen antritt (Das Kürzel MAG steht jeweils für Makino Aerospace Group). Die D500 und die MAG 1 sollen hier kurz porträtiert werden.

Nach welchem Anforderungsprofil entwickelte Makino nun die D500? „Wir haben systematisch 216 unterschiedliche Strukturvarianten für Fünfachsen-Maschinen analysiert, um das ideale Konzept zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigten, dass der Markt eine bedienerfreundliche Kombination aus Geschwindigkeit und Präzision bevorzugt, die eine einfache Automatisierung mit einem automatischen Palettenwechsler und einem flexiblen Fertigungssystem gewährleisten soll” antwortet Uwe Speetzen.  Die Maschine entstand demnach auf der Basis der Erkenntnisse und Erfahrungen mit der erfolgreichen V-Serie. 5.500 dieser Vertikalmaschinen wurden weltweit in den letzten sieben Jahren verkauft. Die D500 verfügt über die hohe, von der V-Serie her bekannte Steifigkeit; darüber hinaus sind die Linearführungen der X-, Y- und Z-Achse als Rollenlager ausgeführt. Der beidseitig gelagerte Schwenktisch ist extrem steif, so dass Verwindungen und Toleranzen am Werkstück minimiert werden.

Zielanwender in der Luftfahrtbranche sind vornehmlich Hersteller von Triebwerkskomponenten wie Blisks, Impellern und Schaufeln mit Durchmessern von 200-500 mm. Zudem sollen sie von den verringerten Bearbeitungszeiten für Schaufeln aufgrund der guten Beschleunigungs- und Abbremsleistungen des Drehtisches profitieren. „Besonders bei der Bearbeitung von Blisks und Impellern ist dies von Nutzen, denn dort ist die Geschwindigkeit an den Umkehrpunkten der Flügelkontur ein entscheidender Faktor” unterstreicht Speetzen.

Technisch gesehen gelten als das herausragende Merkmal der D500 die drei Direktantriebe mit extrem hohem Drehmoment, einer auf jeder Seite des Sattels (Schwenkachse A) und einer am Drehtisch (C-Achse).  Diese Direktantriebe sorgen für hohe Beschleunigungen und Drehzahlen, so dass die A- und C-Achse auch bei maximaler Tischbeladung mit 350 kg voll den linearen X-, Y- und Z-Achsen folgen können. Durch die Anordnung der Direktantriebe an beiden Seiten der Schwenkachse ist es den Entwicklern von Makino gelungen, die Verteilung des Drehmoments zu optimieren und damit Verwindungen auf der Schwenkachse zu verhindern. Die beiden Lagerzapfen des Sattels sind vollständig koaxial konstruiert - ihre geteilte Struktur ermöglicht eine Einstellung bei der Montage, womit die Maschinengenauigkeit wesentlich verbessert wird. 

Weil der Temperaturgang bei langen Bearbeitungen für die Genauigkeit einer Maschine entscheidend ist, sind sowohl die Spindel als auch die Vorschubachsen der D500 temperaturgeregelt, andere wesentliche Gussbauteile, wie Ständer und Maschinenbett, sind gegen die Umgebungstemperatur isoliert. Außerdem verhindern ein ausgeklügeltes Spindelkühlsystem und das um die Direktantriebe zirkulierende Kühlöl einen wärmeinduzierten Genauigkeitsverlust.

Makino geht von einem Absatzvolumen von „mindestens 100 Einheiten” aus. Erste Aufträge lägen bereits vor. Auf den Fachmessen AMB und BiMu wird die D500 mit im Zentrum des Auftritts von Makino stehen. 

Für die Bearbeitung der großen Zahl kleinerer Aluminium-Strukturbauteile in einem Flugzeug hat Makino seine MAG-Serie um die Kompaktmaschine MAG1 ergänzt.

Dieses horizontale Bearbeitungszentrum wurde speziell für die Fertigung von Strukturbauteilen wie Flügelvorder- und -hinterkanten sowie Rippen entworfen. Die Verfahrwege der X-, Y- und Z-Achse von 1.520 mm ´ 1.100 mm ´ 1.350 mm lassen Werkstücke mit einem Durchmesser von bis zu 1.500 mm, einer Höhe von 1.500 mm und einem Gewicht von max. 1.300 kg zu. Weitere Konstruktionsmerkmale der MAG1 sind eine 3-Punkt-Aufstellung, die ein Ausrichten der Maschine überflüssig macht und damit die Installationskosten verringert, und ein automatisches Werkzeugmagazin mit 120 Plätzen für die kontinuierliche Bearbeitung. 

Die Maschine verfügt über eine Hochleistungsspindel mit einer max. Drehzahl von 33.000 min^-1 bei 80 kW und einer Werkzeugaufnahme HSK-F80. Damit sind besonders Taschenbearbeitungen mit großer Tiefe realisierbar, die von den meisten anderen Maschinen nicht erreicht werden. Die A-Achse hat einen Schwenkwinkel von +100° bis -100°, um eine volle 5-achsige Schrupp- und Schlichtbearbeitung zu ermöglichen. Makinos patentierte Spindelkühlung, die eine längere Lebensdauer für die Spindel bei langen Bearbeitungszeiten gewährleistet, findet sich selbstverständlich auch bei der MAG-Maschine wieder. Die B-Achse ist maschinenseitig als NC-Drehtisch ausgeführt, so dass die Spindel Vorder- und Rückseite des Werkstücks erreichen kann und ein vierseitiges Vorrichtungskonzept möglich ist.

Christian Klein