Der Übergang von der Prototypenfertigung zur stabilen Serienproduktion verändert die Anforderungen an Zulieferer der Luftfahrtindustrie.
Es reicht nicht mehr aus, ein einzelnes hochwertiges Bauteil zu fertigen. Hersteller müssen dieselbe Präzision reproduzierbar erreichen, Fertigungskosten kontrollieren und steigende Stückzahlen in kürzeren Zeiträumen liefern.
Für Jiangxi Xinhang Aviation Technology Co., Ltd. standen vier Anforderungen im Mittelpunkt:
- stabile Serienfertigung
- konstant hohe Präzision
- wettbewerbsfähige Fertigungskosten
- kurze und zuverlässige Lieferzeiten
Die Lösung fand das Unternehmen im TOPNC i500 5-Achs-Fräs-Dreh-Zentrum.
Komplexe Luftfahrtbauteile, verteilte Prozesse
Luftfahrtkomponenten verbinden häufig anspruchsvolle Werkstoffe, dünnwandige Geometrien und enge Maßtoleranzen. Das macht ihre Bearbeitung besonders anspruchsvoll.
Jiangxi Xinhang stand vor mehreren typischen Herausforderungen:
- schwer zerspanbare Werkstoffe
- Verformung dünnwandiger Bauteile
- mehrere Bearbeitungsschritte auf unterschiedlichen Maschinen
- zusätzliches Handling und erneutes Aufspannen zwischen den Prozessschritten
Der bisherige Fertigungsprozess erforderte zwei Maschinen und zwei Bediener. Jeder Maschinenwechsel bedeutete zusätzlichen Zeitaufwand und schuf eine weitere mögliche Quelle für Prozessabweichungen.
Mit steigender Nachfrage wurde dieser verteilte Prozess zunehmend zum Hindernis für eine effiziente Serienfertigung.
Komplettbearbeitung in einer Aufspannung
Jiangxi Xinhang entschied sich für den TOPNC i500, um den Fertigungsprozess zusammenzuführen.
Das 5-Achs-Fräs-Dreh-Zentrum kombiniert Fräs- und Drehbearbeitung in einer Maschine. Komplexe Bauteile können dadurch gespannt bleiben, während die erforderlichen Bearbeitungsschritte ausgeführt werden.
Die kompakten 5-Achs-Fräs-Dreh-Maschinen von TOPNC sind für kleine und mittelgroße komplexe Bauteile ausgelegt und verbinden Drehen und Fräsen in einer Aufspannung. Die Technologie umfasst schnelle Rundachspositionierung sowie Mess- und Kompensationsfunktionen zur Sicherung der Präzision während des Bearbeitungsprozesses.
Für Jiangxi Xinhang lässt sich der neue Prozess auf drei Punkte reduzieren:
Eine Maschine. Eine Aufspannung. Ein Bediener.
Durch die Zusammenführung der Arbeitsschritte wurden Maschinenwechsel, wiederholtes Spannen und interne Bauteiltransporte reduziert. Gleichzeitig vereinfachte sich die Produktionsplanung und der Gesamtprozess wurde besser kontrollierbar.
Bearbeitungszeit um mehr als die Hälfte reduziert
Der neue Fertigungsprozess führte zu messbaren Ergebnissen.
Ein Luftfahrtbauteil, das zuvor rund acht Stunden Bearbeitungszeit erforderte, konnte auf dem TOPNC i500 in 3,5 Stunden gefertigt werden. Das entspricht einer Reduzierung der Zykluszeit um mehr als 56 Prozent.
Gleichzeitig sank der Ressourcenbedarf deutlich:
| Produktionsfaktor | Vorheriger Prozess | Mit TOPNC i500 |
|---|---|---|
| Zykluszeit | 8 Stunden | 3,5 Stunden |
| Maschinen | 2 | 1 |
| Bediener | 2 | 1 |
| Benötigte Produktionsfläche | 100 % | 50 % |
Die Verbesserung beschränkte sich damit nicht auf die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Der neue Prozess halbierte auch den Maschinenbedarf, den Bedienereinsatz und die benötigte Produktionsfläche.
Prozessentwicklung über die Maschine hinaus
Erfolgreiche Luftfahrtbearbeitung hängt nicht allein von der Maschinenleistung ab. Werkstoffe, Werkzeuge, Bearbeitungsstrategien und Prozessparameter müssen als abgestimmtes Gesamtsystem funktionieren.
TOPNC und Jiangxi Xinhang arbeiteten deshalb gemeinsam an der Bearbeitung hochharter und schwer zerspanbarer Werkstoffe. Ziel war nicht lediglich die Installation einer neuen Maschine, sondern die Entwicklung einer stabilen Fertigungslösung aus Maschine, Prozess und technischer Unterstützung.
Gerade in der Serienfertigung ist dieser Ansatz entscheidend. Ein schneller einzelner Bearbeitungszyklus bietet nur begrenzten Nutzen, wenn die erforderliche Qualität bei wiederholter Produktion nicht stabil gehalten werden kann.
Der eigentliche Maßstab ist die Reproduzierbarkeit: stabile Maße, planbare Zykluszeiten und zuverlässige Ergebnisse über jedes Bauteil einer Serie hinweg.
Zweiter i500 innerhalb von sechs Monaten
Die Ergebnisse im Produktionsbetrieb führten dazu, dass Jiangxi Xinhang weniger als sechs Monate nach Inbetriebnahme der ersten Maschine einen zweiten TOPNC i500 bestellte.
Dieser Folgeauftrag zeigt, dass die erste Installation nicht nur ein einzelnes Fertigungsproblem gelöst hat. Der Prozess erwies sich als geeignet für den dauerhaften Einsatz und den weiteren Ausbau innerhalb der Produktion.
Unterstützung der Industrialisierung im Großflugzeugbau
Mit steigenden Produktionszahlen der in China entwickelten Großflugzeuge muss sich auch die Luftfahrt-Lieferkette von projektbezogener Fertigung hin zu stabiler industrieller Produktion entwickeln.
Dafür werden Fertigungssysteme benötigt, die komplexe Bauteile mit hoher Präzision, wettbewerbsfähigen Kosten und reproduzierbarer Qualität herstellen können.
Das Projekt bei Jiangxi Xinhang zeigt, welchen Beitrag integriertes 5-Achs-Fräs-Drehen dazu leisten kann. Durch den Ersatz eines auf mehrere Maschinen verteilten Prozesses durch Komplettbearbeitung in einer Aufspannung reduzierte der TOPNC i500 gleichzeitig Zykluszeit, Ressourcenbedarf und Flächenbedarf.
Das Projekt ist ein praktisches Beispiel dafür, wie leistungsfähige Werkzeugmaschinen aus chinesischer Entwicklung Luftfahrtunternehmen dabei unterstützen, die Produktivität und Prozessstabilität aufzubauen, die für eine industrielle Großserienfertigung erforderlich sind.
