Feingussteile

Noch leichter

Im Rahmen einer Gewichtsoptimierung beim Airbus-Militärtransporter vom Typ A 400 M konnte ein neues Aluminium-Bauteil von Tital qualifiziert werden. Das Teil heißt Channel Fitting und sitzt im Fahrwerksschacht. Es ist mit dem Aktuator verbunden, der die Fahrwerksklappen bei Start und Landung öffnet und schließt. Das Channel Fitting und die damit verbundene Kinematik für die Fahrwerksklappen sind enormen Kräften ausgesetzt.

Die Gießerei wird das Bauteil aus Aluminium mit dem Hero Premium-Casting-Feingussverfahren herstellen. Im Vorfeld stand eine topologische Optimierung. Diese Optimierung spart Gewicht, Kosten und Treibstoff. Das Bauteil wird inklusive aller Einbauteile „Ready for Assembly“ an Airbus ausgeliefert. Dafür waren zahlreiche Zertifizierungen erforderlich, die das Bestwiger Unternehmen bestand.

Das Channel Fitting entkoppelt die Lasteinwirkung des Rumpfes von der Kinematik. Für die ersten Testflugzeuge wurde es aus einem Aluminium-Schmiedeblock gefräst. Die Herausforderung für die Ingenieure während der Testphase bestand unter anderem darin, Gewichtseinsparungen zu finden. Mit Hilfe der Topologieoptimierung, die im Unterauftrag durch Altair Engineering durchgeführt wurde, ist es Airbus und Tital gelungen, das Channel Fitting aus Aluminium mit einem Gewicht von nur noch 20 kg herzustellen.

Das Bauteil mit den Maßen 1200 x 400 x 400 mm gehört für die Gießerei zu den großen Aluminium-Feingussteilen. Die Feingussvariante ist etwa fünf Prozent leichter als die gefrästen Bauteile. Die etwas niedrigeren Festigkeiten der Alu-Feingussteile im Vergleich zu den Frästeilen konnten durch eine Geometrie-Optimierung mit Hilfe von topologischen Verfahren ausgeglichen werden. Bei der Topologieoptimierung wird der Werkstoff entlang der Kraftlinien innerhalb eines festgelegten Raums optimal verteilt. Auf diese Weise entstehen oft ganz neue Geometrien, die an bionische Strukturen erinnern. Feinguss bietet an dieser Stelle mehr konstruktive Freiheitsgrade als die Zerspanung. Dadurch erhöht sich das Optimierungspotenzial deutlich.
Das bionisch optimierte Bauteil wird von Tital einbaufertig geliefert. Das gegossene Channel Fitting wird mechanisch bearbeitet, lackiert und mit 40 verschiedenen Bauteilen bestückt. Auch die Beschaffung der zu montierenden Bauteile (Buchsen, Blechbiegeteile, Frästeile, Normteile etc.) übernimmt die Gießerei. Das Assembly findet in Bestwig statt. ms

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