Wer Flugzeuge zusammenbauen kann...
...kann auch eine Maschine zusammenbauen. Bis zur Vollserienreife des modernsten Amphibienflugzeugs der Welt müssen viele Teile mehrfach angepasst werden. Mit der STEPCRAFT D.840 ist das Team bei Dornier Seawings in der Lage, Prototypen nicht nur flexibel, sondern auch zeit- und kosteneffizient direkt vor Ort anzufertigen.
Seit knapp 100 Jahren werden in Deutschland Flugzeuge unter dem Namen Dornier gefertigt. In einem Joint Venture mit den zwei staatlichen chinesischen Unternehmen Wuxi Industrial Development Group und der Wuxi Communications Industry Group., Ltd., entsteht am Standort Oberpfaffenhofen derzeit das modernste Amphibienflugzeug der Welt, der Seastar.
Das ursprünglich 1987 von Claudius Dornier, dem Sohn des Flugpioniers und Gründers Claude Dornier, entwickelte Flugzeug, diente bei der Entwicklung des neuen Seastar als Basis. Seit 2014 wurde das Ursprungsmodell jedoch derart stark weiterentwickelt, dass heutzutage nur noch der Rumpf und die Tragflächen an alte Zeiten erinnern. So kann der neue Seastar als Passagier- oder als Frachtflugzeug eingesetzt werden und, je nach Ausbauart, 6-12 Personen befördern. Auch ist er nicht nur mit einem Autopiloten ausgestattet und digital, der Seastar ist vor allem das weltweit erste Amphibienflugzeug, das vollständig aus GFK gefertigt wurde. Da herkömmliche Wasserflugzeuge in der Regel aus Stahl und Aluminium gebaut werden, werden sie vielfach stark von Korrosion befallen, da Salzwasser eine sehr aggressive Flüssigkeit ist. Zudem ist Kunststoff äußerst langlebig, sodass die Zelle der Dornier Seastar eine Lebensdauer von 30.000 Flugstunden hat.
Doch bevor bei Dornier damit begonnen werden konnte, den Seastar in Serienreife zu produzieren, galt es zunächst einen Prototypen zu fertigen. Während große Flugzeughersteller drei bis vier Prototypen bauen, musste bei Dornier Seawings der erste Versuch sitzen. Aus diesem Grund sollte eine CNC-Maschine im Werk Einzug erhalten, mit der Engineering Mockups, Einbaumodelle zur Überprüfung des theoretischen CAD-Entwurfs, erstellt werden können. „Die CNC-Technik ist sehr präzise und wiederholgenau. Das macht es für uns deutlich einfacher“, stellt Markus Lehmann fest, der als Production Manager bei Dornier Seawings mit dem Vorserienbau des Seastar betraut ist und der zunächst eine Marktrecherche der verfügbaren Maschinen durchführte. Schnell erkannte er jedoch, dass Industriemaschinen für den vorgesehenen Einsatz allesamt zu teuer waren. „Dann könnte man es gleich extern geben“, erinnert sich der Production Manager. Das Team benötigte einen relativ großen Bauraum, musste jedoch feststellen, dass mit der zunehmenden Größe der Maschine zum Teil die Präzision fällt. „Die 840er war ein Kompromiss zwischen der Größe, dem Preis und dem, was sie kann“, stellt Markus Lehmann fest und führt weiter aus: „Die Einsatzwerkzeuge, was alles möglich ist sowie die Bauqualität waren ausschlaggebend.“
Zwei Tage nach Erhalt war die Maschine bereits einsatzbereit. „Wer Flugzeuge zusammenbauen kann, kann auch so eine Maschine zusammenbauen“, meint der Production Manager schmunzelnd. Die STEPCRAFT D.840 unterstützte das Team bei Dornier von nun an tatkräftig im Prototypenbau. Denn es kann vorkommen, dass erst beim ersten Einbau nach CAD-Plan auffällt, dass Komponenten mit der Struktur kollidieren. So bedarf es mitunter fünf bis sieben Iterationsstufen, bis das Modell perfekt ist. „Mit der 840er können wir die Teile als statische Prototypen sooft fertigen bis es passt. Erst dann lassen wir sie aus dem Zielmaterial flugfähig fertigen“, erklärt Markus Lehmann. So werden Mockups für Batterien, Ventile, Instrumentenpaneele oder auch Verbindungselemente benötigt.
Klassischerweise erhält der Production Manager bei Bedarf die entsprechende .stp-Datei aus der Konstruktion. „Natürlich kann ich die Mockups auch extern geben, aber dann warte ich eine Woche. So gebe ich es auf die Fräse und habe es in acht Stunden“, schildert er und führt weiter aus: „Ich kriege das Grobkonzept und sehe dann, was hineinpasst.“ Hierbei werden die verschiedensten Materialien von Ureol und OBO-Holz über Weich- und Hartholz bis hin zu Alu, Carbon und Glasfaser verwendet. Würde Dornier Seawings auf diese Mockups verzichten wäre die Entwicklung deutlich unflexibler, denn die Entwicklung eines fliegenden Bauteiles kostet sehr viel Geld. „Wenn ich nun nach der Entwicklung sage ich brauche das Bauteil 10 mm kürzer, kostet das erneut sehr viel Geld und verzögert das Programm“, erklärt Markus Lehmann. Sollten Änderungen am Teil notwendig sein, so „drücke ich auf einen Knopf und habe das Modell relativ zeitnah in der Hand. Auch sind wir in der Ausführung nun sehr flexibel und können auch mal experimentieren, ohne dass es viel Geld kostet“, fasst der langjährige Dornier-Mitarbeiter zusammen. Auf diese Weise können auch kurzfristige Anfragen realisiert werden und Halterungen gefräst oder auch der Schriftzug für den Seastar mithilfe des Schleppmesser „mal eben neu“ gemacht werden.
Doch der Einsatz der STEPCRAFT D.840 soll nicht mit dem Vorserienmodell des Seastar enden. „Wir bauen ein Basismodell. Wenn das fertig ist, kommen die Sonderanfertigungen“, erklärt Markus Lehmann. Auch hier wird es dann wieder gelten Prototypen einzelner Teile zu erstellen, um möglichst zeit- und kosteneffizient zu fertigen. Die ersten Flugzeuge sollen dann Ende 2020 an die Kunden ausgeliefert werden. Auch ein kleines Ausstellungsmodell der Seastar für Messen ist bereits in Planung. „Würden wir dies extern als Holzmodell fertigen lassen, würde dies Kosten in 5-stelliger Höhe bedeuten“, so der Dornier-Mitarbeiter. „Die 840er gibt uns auch die Flexibilität zu sagen: ‚Komm, wir bauen uns einfach ein Modell.‘ Vertrauliche Informationen bleiben auf diese Weise auch im Haus.“ So steht nach einem intensiven Jahr mit der STEPCRAFT für Markus Lehmann fest: „Für unsere Einsatzzwecke ist die Maschine perfekt.“ Das finden auch seine Kollegen. Diese müssen mittlerweile eine Mockup-Anfrage formal einreichen, denn die Prototypenfertigung auf der STEPCRAFT D.840 hat Suchtpotential…