Doppelt so schnell zum Titanbauteil

In Kuala Lumpur fertigt SME Aerospace (SMEA) Bauteile für wichtige Flugzeughersteller, darunter Boeing und Airbus. Das Unternehmen stellt keine Prototypen her, sondern hat sich ganz auf die Serienproduktion von Komponenten konzentriert. Bei typischen Losgrößen im oberen zweistelligen Bereich kommen pro Jahr über eine Million Teile ganz unterschiedlicher Größe zusammen. Das Unternehmen beschäftigt in Malaysia rund 800 Mitarbeiter und ist mit einem modernen Maschinenpark sehr gut aufgestellt, um in der Fertigung die erforderliche Performance zu erreichen.

Der Kostendruck im globalen Business ist auch beim Zulieferer in Malaysia angekommen. Der überwiegende Teil der Werkstücke besteht aus Aluminium. SME Aerospace kann auf seinen Maschinen Strukturbauteile bis zu einer Größe von vier Metern zerspanen. 

Derzeit fertigt der Zulieferer nur wenige Titanbauteile, will diesen Bereich aber ausbauen. Dafür erachtet es SMEA als notwendig, die Produktivität in der Titanbearbeitung zu erhöhen, um einen höheren Output auf den Maschinen zu erreichen. Für die Bearbeitung eines speziellen Bauteils wandte sich das Unternehmen dafür an MAPAL Malaysia. Der asiatische Standort von MAPAL besteht seit 2008 und ist ebenfalls im Großraum Kuala Lumpur angesiedelt. Geleitet wird die Niederlassung von Kang Hum Lim. Die 17 Mitarbeiter sind überwiegend schon lange im Unternehmen tätig und verfügen über einen hohen Kenntnisstand. 

Die Niederlassung bietet das gesamte Produkt- und Leistungsspektrum von MAPAL an, dazu umfassende technische Unterstützung. Neben dem Vertrieb gibt es vor Ort auch eine Fertigung einfacher Vollhartmetallwerkzeuge und einen Nachschleifservice. Zum Beschichten arbeitet man mit lokalen Firmen zusammen. Viele Kunden von MAPAL Malaysia kommen aus dem Automotive-Bereich, aber auch die Luftfahrt spielt eine immer größere Rolle. Für das neue Projekt mit SME Aerospace konnte MAPAL Malaysia auf die Erfahrung von Senior Sales and Application Engineer Kien Keng Mak mit dem CAD/CAM-System Catia bauen. Vor seinem Einstieg bei MAPAL war er viele Jahre bei einem Unternehmen beschäftigt, das Strukturteile für die Luft- und Raumfahrtindustrie herstellt. Für das neue Projekt bei SME Aerospace waren seine Programmierkenntnisse mit dem CAD/CAM-System Catia besonders hilfreich, da es die vorgegebenen Konturen des aus dem Vollen zu fräsenden Luftfahrtteils auf der Maschine korrekt umsetzte.
 

The Malaysian subsidiary then approached the titanium specialists at MAPAL’s headquarters in Aalen with this concept. There, they were amazed at the predicted time savings of almost 50 per cent. To verify the design, the TET-CAM team simulated the machining process again, with a particular focus on roughing, which made up about 65 per cent of the cycle time. In cooperation with the R&D department, machining strategies with solid carbide custom tools were developed and perfectly implemented in the CAD/CAM system Catia by MAPAL Malaysia. The project team says that this worked above all thanks to the excellent, open communication of all those involved. In this way, the specified contours of the part could be machined exactly from the solid.”

“We can only get the greatest possible customer benefit by running a simulation. Our TET-CAM team is the key to these kinds of projects here”, acknowledges Jens Ilg, who supports aerospace customers at MAPAL as Business Development Manager. “The team knows what the machine can do, what the machining should look like and how powerful our tools are.” In the end, the values from Kuala Lumpur and Aalen were very similar.
 

In order to reduce the machining time of the part by the predicted 50 per cent for the customer, MAPAL did not stop at replacing the previously used tools with high-tech tools for titanium. Instead, the specialists analysed the entire process and used clever programming tricks, tool features and machining strategies. The decision was made to machine in three clamping setups in order to prevent the part from deforming during milling. MAPAL Malaysia has designed the clamping fixtures for this itself. The matching chucks also came from MAPAL. They ensure that the coolant supply reaches the cutting edges perfectly and that there is reliable chip removal. Both are very important in titanium machining to avoid rapid tool wear. To be on the safe side, an external cooling system was included in addition to the internal coolant supply.

The MAPAL specialists completed the package deal for SMEA by programming the part directly on the customer’s computer, with the data of the machine on which the machining was to take place – a DMC 65 monoBlock.
 

To ensure that nothing went wrong in the end, Global Project Engineer Markus Beerhalter supported the MAPAL Malaysia team during the commissioning. “Markus is our man for important and critical jobs in Asia”, says Ilg. “He has been with MAPAL for many years, knows tool applications and is very well connected.” Beerhalter was able to contribute his expertise in titanium machining on site. “With titanium, the noise during machining sounds very different”, he reports. “This is why, when optimising the cutting values, we also include the sound of the machining. Vibrations or poor cooling have a very negative effect on the tool life and the quality of the part. When an employee uses titanium tools for the first time, they find it a difficult to recognise this because the cutting values differ considerably from machining other materials.” Nevertheless, dummy material was used for commissioning to ensure that the five-axes machining runs without hindrances and that there really are no tool restrictions in the way. Series production could then start without producing rejects with the expensive raw material.

The machining time was finally reduced to 3:20 hours, which is an additional 14 minutes below the time agreed. SME Aerospace is very satisfied with this result as well as the support from MAPAL. Next, a very similar part is already being discussed, namely a stopper for aileron reversing.