Bereit zum Durchstarten

Innerhalb von Stunden mit dem Flugzeug von einem Kontinent zum nächsten zu gelangen, ist selbstverständlich geworden. Dahinter stehen über hundert Jahre Luftfahrtgeschichte und eine Menge High-Tech wie zum Beispiel Antriebe von der MTU Aero Engines. In der Qualitätssicherung baut die MTU auf die Power der Messsysteme von Hexagon Metrology.

Die MTU Aero Engines entwickelt, fertigt, vertreibt und betreut zivile und militaerische Antriebe für Flugzeuge und Hubschrauber sowie Industriegasturbinen. Wichtiger Erfolgsgarant im MTU-Portfolio ist das Getriebefan-Triebwerk, ein Gemeinschaftsprojekt mit dem US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtunternehmen Pratt & Whitney. 

Die MTU beteiligt sich mit den ersten vier Stufen für den Hochdruckverdichter - unter anderem in BliskBauweise - und steuert die schnelllaufende Niederdruckturbine bei. Blisks sind fertigungstechnisch komplexe Bauteile, bei denen Schaufeln (Blades) und Scheibe (Disk) in einem Bauteil integriert sind. Pratt & Whitney kann sich über ständig dicker werdende Auftragsbücher freuen. Die steigenden Auftragszahlen fordern die MTU heraus: Bis 2016 soll die Produktion der technisch anspruchsvollen Blisks am MTU-Hauptsitz in München von 600 auf 3.500 Stück aufgebaut sein. Ein steiler Ramp-up. 

Messtechnik-Experten gesucht

Um das enorme Auftragsvolumen bewältigen zu können, hat die MTU eigens eine 10.000 Quadratmeter große Halle auf dem Münchner Betriebsgelände errichtet. Die Infrastruktur dieser Halle einschließlich des Messraums wurde exakt an die Arbeitsprozesse angepasst.

„Unsere Grundphilosophie ist, sehr prozessstabil zu fertigen“, erklärt Stefan Hertling, Director Quality Inspection Production bei der MTU. „Dafür brauchen wir Messtechnik, mit der wir möglichst effizient die Blisks prüfen können. Kurze Messzeiten, reduzierte Messunsicherheit, Prozessstabilität und der Nachweis der Prüfmittelfähigkeit waren die wichtigsten Kriterien bei der Suche nach einem Messtechnik-Partner.“  

Im Vorfeld der Planungen ihres neuen Blisk-Kompetenzzentrums schrieb die MTU einen Wettbewerb aus, an dem sich zehn Hersteller von Messsystemen beteiligten. Ein fairer Wettbewerb, bei dem Deutschlands führender Triebwerkshersteller die Kandidaten mit kritischen Messaufgaben an einem Musterbauteil mit typischen Charakteristiken und Profilfehlern beauftragte. Am Ende ging Hexagon Metrology PTS als Gewinner hervor. Der Lösungsvorschlag von Hexagon Metrology PTS besteht aus hochgenauen Leitz PMM-C Koordinatenmessgeräten mit integrierten Drehtischen, der flexiblen Software QUINDOS und der Möglichkeit zur Offline-Programmierung mit dem I++ Simulator. 

Drastisch verbessert

Mit dem Sieger-System konnten die von der MTU geforderten Messzeiten drastisch verkürzt werden. Am Musterbauteil erreichte Hexagon Metrology PTS eine um 65% reduzierte Gesamtmesszeit bei nachgewiesener Prüfprozessfähigkeit. Die Messzeit für die Schaufelprofile konnte sogar um 75 % minimiert werden. Stefan Hertling: „Eine massive Verbesserung ist auch die Möglichkeit, Messprogramme jetzt offline erstellen zu können. Damit können wir die Messmaschinen konsequent für die Messaufgaben nutzen.“ Dank der Offline-Programmierung ist die MTU nicht mehr an den Fertigungstakt gebunden. Bediener, Maschine und die Blisk als physisches Teil sind für die Programmerstellung nicht mehr notwendig. Die Programmierung und Optimierung des Messablaufs erfolgt komplett in der virtuellen Messumgebung, die zu 100 Prozent die reale Messsituation mit Maschine, Bauteil, Aufspannung und Tasterkonfigurationen etc. abbildet. Hier kommt das Softwarepaket I++ Simulator von Hexagon Metrology PTS zum Einsatz.

Enge Kooperation

Von Anfang an haben die beiden Partner auf eine sehr enge Kooperation gesetzt. Viel Support leistete Hexagon Metrology PTS auch bei der Programmerstellung. „Wir haben den Anspruch, effiziente Messprogramme termingerecht in der Blisk-Fertigung zur Verfügung zu haben. Um dies bei dem steilen Anlauf sicherzustellen, war es klar, dass wir Expertenunterstützung für die für uns neue Software benötigten. Das war eine sehr enge und erfolgreiche Zusammenarbeit“, so Hertling. 

Dabei waren es nicht nur Standard-Geometrien, die in die Programme aufgenommen werden mussten. Helmut Müller, Managing Director bei Hexagon Metrology PTS hat das Projekt federführend begleitet: „Die Blisk-Messung ist hochkomplex und enorm vielfältig. Neben normalen Geometrien fliessen Freiformflächen, Schaufelprofile, die Stellung der Schaufeln und andere Merkmale mit ein. Der Anspruch war, jedes BliskProgramm auf jedem Koordinatenmessgerät laufen lassen zu können. Die Bedienung sollte gleichzeitig überschaubar bleiben – obwohl die Software dahinter sehr vielfältig ist. Ausserdem waren möglichst wenige verschiedene Tasterkonfigurationen gewünscht. Damit diese Infrastruktur stimmt, mussten wir viel Vorarbeit leisten.“

Der Aufwand machte sich bezahlt. Die insgesamt acht Leitz PMM-C Messmaschinen werden Schritt für Schritt aufgebaut und in gleicher Konfiguration installiert. Mit einem Standard-Spannsystem kann das zehn Mann starke Messtechnik-Team von der MTU Aero Engines alle Arten von Blisken aufspannen, fertigungsbegleitend messen und Endkontrollen durchführen. Dank dem Messkonzept von Hexagon Metrology PTS ist die MTU bereit zum Durchstarten.