24.07.2019|PFW Aerospace GmbH

Hoher Output mit geringem Personalaufwand

Die PFW Aerospace GmbH fertigt in einer von Fastems automatisierten Anlage mit zwölf DMU 60 eVo linear pro Monat 5.000 anspruchsvolle Rohrverbindungselemente für die Luftfahrtindustrie.

Michael Säubert (links), Leiter der Zerspanung von PFW, mit seinen Meistern Michael Kerner (Mitte) und Max Rebholz.

Mit über 100 Jahren Erfahrung in der Luftfahrt ist die PFW Aerospace GmbH das älteste europäische Unternehmen der Branche. Am Anfang stand der Bau von Flugzeugen für den ersten Weltkrieg. Heute entwickeln und fertigen am Hauptsitz in Speyer rund 1.800 Fachkräfte komplette Rohrsysteme zum Transport von Treibstoff, Wasser, Sauerstoff, Hydraulikflüssigkeiten oder Zapfluft sowie komplexe Strukturkomponenten für Branchenriesen wie Airbus und Boeing. Weitere 400 Mitarbeiter unterstützen die Arbeit an einem Standort in der Türkei. Ein großes Standbein in der Produktion ist die Herstellung von Verbindungselementen in Treibstoffsystemen, sogenannten Konnektoren. Diese bearbeitet PFW in einer hochautomatisierten Anlage bestehend aus zwölf DMU 60 eVo linear von DMG MORI, drei Robotern und einem Hochregallager für die Paletten mit den Spannvorrichtungen.

Zwölf DMU 60 eVo linear sind bei PFW über eine Automation von Fastems miteinander verbunden.

In der Entwicklung eines Flugzeuges stehen die vielzähligen Rohrsysteme nicht an erster Stelle. Vielmehr müssen beispielsweise Treibstoffleitungen zwischen den fertigen Strukturelementen in den Flügeln verlegt werden. Diese Aufgabe ist eine der Kernkompetenzen von PFW. Das Unternehmen entwickelt und produziert die erforderlichen Rohre und Verbindungselemente. Standardbauteile sucht man hier vergeblich. „Allein in den Flügeln eines A350 XWB sind es 530 unterschiedliche Konnektoren“, erklärt Michael Säubert, Leiter der 90 Mitarbeiter starken Zerspanung. Von dem neuen Großraumflugzeug baut Airbus mittlerweile etwa acht Exemplare pro Monat, Tendenz steigend. Komplexität, hohe Qualitätsanforderungen und Leichtbau bestimmen die Herstellung dieser Konnektoren. Allein der Programmieraufwand liege bei 40 Stunden: „Die Wandstärke der Aluminiumbauteile geht runter bis auf 0,5 mm und gefräst wird alles aus dem Vollen.“ So komme man auf 95 Prozent Zerspanvolumen.

Die Mitarbeiter bestücken das Hochregallager über sechs Beladestationen.

Da es bei PFW ausschließlich um hochsicherheitsrelevante Komponenten geht, wird jedes einzelne Bauteil auf Genauigkeit und mögliche Risse geprüft. „Die Ursachen für eventuelle Schwächen gilt es im Fertigungsprozess auszumachen und zu eliminieren“, so Michael Säubert. Deshalb seien alle Bauteile nummeriert und die Bearbeitungsschritte komplett nachverfolgbar. Eine durchgängige Prozesskette von der Konstruktion über die Zerspanung bis zur Qualitätskontrolle ist somit erforderlich, weshalb auch die Fertigungsanlage darauf hin optimiert ist. Die Produktion der Konnektoren für den Airbus A350 XWB hat PFW deshalb seit 2013 kontinuierlich ausgebaut und automatisiert.

Kurze Bearbeitungszeiten als Entscheidungskriterium

Das Hochregallager bietet Platz für 743 Paletten.

Beim Ausbau der Automation standen PFW der Werkzeugmaschinenhersteller DMG MORI und die Automatisierungsexperten von Fastems zur Seite. Heute sind insgesamt zwölf DMU 60 eVo linear in die Anlage eingebunden. Je vier der Fräsmaschinen werden über einen Roboter mit Paletten bestückt. Die Mitarbeiter bringen die Paletten mit den selbst gefertigten Spannvorrichtungen über sechs Beladestationen in das Hochregallager ein. 743 Paletten finden dort Platz. Die Fertigung der komplexen Bauteile erfolgt in fünf Aufspannungen. „Jede Maschine kann dabei jedes Teil fertigen und zwischen den Bearbeitungsschritten werden die Paletten nach dem jeweiligen Bedarf eingespannt“, beschreibt Michael Säubert die Prozessorganisation. Diese Flexibilität sei unbedingt erforderlich bei Losgrößen von 1 bis 6. „Die durchschnittliche Gesamtlaufzeit der Konnektoren liegt bei etwa zwei Stunden.“

„Die Bearbeitungszeit der Konnektoren war das entscheidende Kriterium bei der Investition“, erinnert sich Michael Säubert. Deshalb habe man ein Referenzbauteil an potenzielle Maschinenlieferanten gegeben. „DMG MORI hat das Werkstück in der geforderten Qualität am schnellsten bearbeitet.“ Darüber hinaus hätte man bereits seit vielen Jahren Erfahrung mit den Bearbeitungszentren des Werkzeugmaschinenherstellers. In der mechanischen Fertigung bei PFW sind 20 Modelle von DMG MORI im Einsatz. „Das spricht natürlich auch für eine über viele Jahre gewachsene Zusammenarbeit.“

Dynamische Fertigung und hohe Oberflächengüte

Sechs Mitarbeiter sind pro Schicht für den Betrieb der zwölf DMU 60 eVo linear erforderlich.

Dass sich in diesem Projekt die DMU 60 eVo linear durchgesetzt hat, ist ihrer hohen Dynamik zu verdanken. „Die Linearantriebe und die hohen Eilgänge haben großen Anteil an den kurzen Bearbeitungszeiten“, weiß Michael Säubert. Auch die Genauigkeit der Maschinen sei beeindruckend. „Vor allem im Bereich der Oberflächengüte haben wir mit Ra 0,8 bis 3,2 sehr hohe Anforderungen.“ Ein weiterer wichtiger Punkt sei der Abtransport der Späne gewesen: „Bei dem hohen Zerspanvolumen ist der Spänefall entscheidend für eine hohe Prozesssicherheit. Nur gelegentlich muss hier ein Bediener manuell eingreifen.“

Die hochsicherheitsrelevanten Konnektoren werden zu 100 Prozent auf Genauigkeit und Risse geprüft.

Der Personalaufwand für den Betrieb der Anlage ist – gemessen an den vielen Werkstücken – gering. Sechs Mitarbeiter bestücken das Regal, führen kleinere Nachbearbeitungen und prüfen die Bauteile. Das ganze geschieht im
3-Schichtbetrieb, derzeit fünf, künftig sechs Tage pro Woche. Jeden Monat verlassen so rund 5.000 Konnektoren das Werk nach England, wo eine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, ehe Airbus die Teile verbaut.

530 unterschiedliche Konnektoren befinden sich in den Flügeln eines Airbus A350 XWB.

Michael Säubert zieht ein positives Fazit nach gut einem Jahr Produktion auf der komplett automatisierten Anlage. Rüstzeiten und Nachbearbeitungsaufwand seien sehr niedrig: „Das verbunden mit einer hohen Verfügbarkeit des gesamten Prozesses erlaubt uns eine effiziente und wettbewerbsfähige Herstellung der Konnektoren.“

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