Verzugsbeherrschung bei der Herstellung von Rumpfteilen im Flugzeugbau∗

K. Schimanski; H.-W. Zoch; N. Jordan; R. Kocik; A. Walter

doi:10.3139/105.100427

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Verzugsbeherrschung bei der Herstellung von Rumpfteilen im Flugzeugbau∗

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Published/Copyright: May 11, 2013

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From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 62 Issue 4

Kurzfassung

Das Laserstrahlschweißen ist ein wichtiges Verfahren, das die Position der Metalle (insbesondere Aluminium) im zivilen Flugzeugbau stärkt. Obwohl das Laserstrahlschweißen im Vergleich zu anderen Schweißverfahren für seine geringen Verzüge bekannt ist, können sich die auftretenden Konturabweichungen dennoch negativ, z.B. auf die Montagefähigkeit und das aerodynamische Verhalten der geschweißten Bauteile, auswirken. Daher ist derzeit ein beachtlicher Aufwand notwendig, um die auftretenden Verzüge rückzuformen. Aus diesem Grund ist die Minimierung oder gar Vermeidung dieser Verzüge ein Ziel heutiger Entwicklungen. Bereits laufende Untersuchungen haben gezeigt, dass die Komplexität der Fertigungskette beim Laserstrahlschweißen eine systemorientierte Betrachtung erfordert. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Herstellung zylindrischer Hautfelder kritischer ist als die Herstellung sphärischer Hautfelder. Dies wurde zunächst aus den Ergebnissen der Prozessanalyse abgeleitet und konnte später durch Verzugsmessungen nachgewiesen werden, die entlang der gesamten Prozesskette durchgeführt wurden.

Abstract

Laser beam welding is a key factor, which strengthened the position of metals (especially aluminium) in civil aircraft manufacturing. Although laser beam welding is known for significant less distortion than other welding processes the occurring contour deviations have negative influences on assembling and aerodynamics. Therefore an extensive effort is necessary for re-shaping and consequently the aim of today's development is the minimization of distortion. Running investigations show that the complex manufacturing chain necessitates a system-orientated view. During these investigations it could be proved that the production of cylindrical sheets is more critical in view of distortion than the production of spherical sheets. This was derived from the analysis of the process chain and approved by distortion measurements after several manufacturing steps.

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Vortrag gehalten von K. Schimanski auf der 5^th Int. Conf. on Quenching and Control of Distortion und der European Conf. on Heat Treatment, 25.–27. April 2007, in Berlin.

Dr.-Ing. Kai Schimanski, geb. 1973, studierte Produktionstechnik an der Universität Bremen und promovierte 2005 im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen auf dem Thema des Sprühkompaktierens von Al-Cu-Legierungen. Seit April 2000 ist er an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Hauptabteilung Werkstofftechnik (Abteilung Metallographische Analytik) angestellt und war bis 2004 auf dem Gebiet des Sprühkompaktierens von Al-Legierungen im DFG-Sonderforschungsbereich 372 tätig. Seit 2004 arbeitet er in der Abteilung Leichtbauwerkstoffe auf der Thematik der Verzugsbeherrschung von Leichtbaustrukturen.

Prof. Dr. Ing. Hans-Werner Zoch, geb. 1953, studierte Allg. Maschinenbau an der Technischen Hochschule Darmstadt und promovierte im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen. Von 1980 bis 2000 war er bei der FAG Kugelfischer Georg Schäfer AG, Schweinfurt tätig, von 2001 bis 2003 als Geschäftsführer der Neue Materialien Bayreuth GmbH. Seit 2004 ist er Professor für Werkstofftechnik/Metalle im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen, Geschäftsführender Direktor der Stiftung Institut für Werkstofftechnik und Sprecher des SFB 570 „Distortion Engineering“.

Dr.-Ing. Nicole Jordan, geb. 1966, studierte Oberflächentechnik und Werkstoffkunde an der Fachhochschule Aalen sowie Metallkunde an der Universität Stuttgart. 2003 promovierte sie im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen. Von 1994 bis 2000 war sie als Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Fachgebiet Werkstofftechnik an der Universität Bremen tätig und arbeitete hier auf dem Gebiet des Sprühkompaktierens im DFG-Sonderforschungsbereich 372. Von 2000 bis 2004 war sie bei der MTU Maintenance Hannover GmbH im Bereich Verfahrensentwicklung beschäftigt. Seit 2004 arbeitet sie bei Airbus Deutschland GmbH in der Abteilung Metal Technology, u. a. auf dem Gebiet des Rückformens von Metallstrukturen.

Dipl.-Ing. Rainer Kocik, geb. 1968, studierte Maschinenbau mit den Schwerpunkten Werkstoffe und Fertigung an der Technischen Universität Braunschweig. Seine berufliche Karriere begann er 1996 als Entwicklungsingenieur für schweißtechnische Anwendungen bei der Robert Bosch GmbH. Auslandserfahrung hat er von 2000 bis 2001 bei der Robert Bosch Corporation in Charleston, South Carolina, USA, gesammelt. Seit 2003 ist er bei der Airbus Deutschland GmbH als Teamleiter und Schweißfachingenieur in der Rumpfstrukturentwicklung, Abteilung Metal Technology, tätig. Seine fachlichen Schwerpunkte beinhalten die Werkstoffentwicklung von Leichtmetallen, die Prozessentwicklung und die Kooperation mit Forschungs- und Entwicklungspartnern in Deutschland und weltweit.

Dr.-Ing. André Walter, geb. 1966, hat Maschinenbau an der Universität Hannover studiert. Im Jahr 2002 hat er seine Promotion an der Universität Bremen abgeschlossen. Er war von 1994 bis 2006 als Abteilungsleiter an der Stiftung Institut für Werkstofftechnik tätig. Seit Dezember 2006 ist er Leiter der Abteilung Metal Technology bei der Airbus Deutschland GmbH.

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Online erschienen: 2013-05-11

Erschienen im Druck: 2007-08-01

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