Der Traum vom Fliegen – an der Grenze des Machbaren

06.07.2015 - Oliver Hagenlocher


Was kam zuerst? Das Aluminium oder das erste Flugzeug? Nun, das erste Flugzeug der Gebrüder Wright (1903) bestand zwar noch aus einem mit Stoff bespannten Holzgerüst, aber bereits drei Jahr zuvor fand man das Verfahren zur Gewinnung von Aluminium. Nur sechs Jahre nach dem Jungfernflug der Wright Brüder wurde die erste Legierung 1909 für die Luftfahrt entwickelt: „Duralin®“(Aluminium legiert mit Kupfer, Magnesium und Mangan). Bis heute ist hochlegiertes Aluminium ein wichtiger Bestandteil bei der Konstruktion moderner Verkehrsflugzeuge und zeigt gleichzeitig, wie eng die Entwicklung von Materialien und die Entwicklung der Luftfahrt verbunden sind.

Flugzeugtriebwerke – Höchstbelastung für alle Bauteile
Ebenso maßgeblich für die Weiterentwicklung der Flugzeuge, war die Entwicklung der Flugzeugtriebwerke. Waren zunächst Propellertriebwerke für den Vortrieb zuständig, so begann ab den 1930er-Jahren die Entwicklung der Strahltriebwerke, zunächst für die militärische Nutzung, dann ab Mitte des Jahrhunderts auch in der zivilen Luftfahrt. Für die Entwicklung der Strahltriebwerke war die Entwicklung des Edelstahls von entscheidender Bedeutung. Als man feststellte, dass 18/8 Edelstahl eine hohe Temperaturbeständigkeit besaß, wurde dieser zum ersten Werkstoff für Triebwerke während des Zweiten Weltkriegs. Ab 1940 begann die Entwicklung von Ni-Superlegierungen, die neben thermo-mechanischer Ermüdungsfestigkeit auch Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Hinzu kommt das exzellente Kriechverhalten, also die über die Zeit durch Belastung stattfindende Verformung des Materials. Heute ist vor allem Inconel (ein Markenname der Firma Special Metals Corporation) ein häufig verwendetes Material beim Triebwerksbau.

Zerspanung an der Grenze
Inconel und andere Superlegierungen sind durch ihre extreme Härte nur sehr schwer zu bearbeiten. Klassische zerspanende Technologien und die Werkzeugmaschinen, auf denen diese zum Einsatz kommen, werden bei der Bearbeitung an ihre Grenzen geführt. Dies führt nicht nur zu sehr geringen Werkzeugstandzeiten, sondern auch zu langen Bearbeitungszeiten. Hier bietet EMAG mit seiner PECM-Technologie eine echte Alternative an. Anders als bei der Finishbearbeitung mit zerspanender Technologie, bei der die oben beschriebenen Probleme auftreten, wird die finale Kontur eines Werkstücks mit PECM völlig belastungsfrei für Werkstück und Maschine realisiert. Die Abkürzung PECM steht für Präzise elektrochemische Metallbearbeitung und garantiert Oberflächen mit höchster Güte – selbst bei filigransten Bauteilen. Für den Flugzeugbau hat EMAG speziell die Maschinen PO 900 BF und PO 100 SF für die Bearbeitung von Triebwerksbauteilen entwickelt, was entscheidende Kosten- und Zeitvorteile bei deren Herstellung bringt.

Es zeigt sich, die Entwicklung der Flugzeugindustrie ist eng verwoben mit den Entwicklungen von Metalllegierungen und Bearbeitungstechnologien. Mit neuen Verbundwerkstoffen für die Flugzeughülle stehen weitere Entwicklungen an, die die Luftfahrt noch leistungsfähiger machen wird. Wohin auch immer der Weg führen wird, EMAG wird sich auch in Zukunft als innovativer Partner der Luftfahrtindustrie positionieren.

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Oliver Hagenlocher

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