Quelle: OHB SE.

Augsburg, 28. April 2022. „Staatsminister Aiwanger besucht uns genau zum richtigen Zeitpunkt, denn wir konnten ihm heute erläutern, was der vor kurzem bekannt gewordene Auftrag von Amazon für den Start der Kuiper-Kommunikationssatelliten mit europäischen Ariane-6-Raketen für unser Unternehmen und den Raumfahrtstandort Augsburg bedeutet: Stabilität, Sicherheit und Wachstum“, freut sich Hans Steininger, Vorstandsvorsitzender der MT Aerospace AG.

Hubert Aiwanger, Staatsminister für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie sowie stellvertretender Ministerpräsident des Freistaates Bayern, informierte sich über aktuelle Projekte und Entwicklungsperspektiven des Luft- und Raumfahrtzulieferers. Die Entwicklung und Fertigung von Strukturen und Tanks für das europäische Ariane-Raketenprogramm sowie für Satelliten und die Luftfahrtindustrie sind das Kerngeschäft des Augsburger Mittelständlers. Der Spezialist für Leichtbau will sich mit seiner Expertise und weltweit wettbewerbsfähigen Fertigungsprozessen zukünftig auch international und in kommerziellen Luft- und Raumfahrtmärkten etablieren. Mit anspruchsvoller Faserverbundfertigung, industriellem 3D-Druck und Wasserstofftechnologie plant MT Aerospace neue Märkte für moderne Mobilitätskonzepte zu erschließen.

Bayerische Expertise
„MT Aerospace ist ein unverzichtbarer Eckpfeiler der bayerischen Luft- und Raumfahrtindustrie. Die heute präsentierten Projekte und Vorhaben zeigen exemplarisch die Leistungs- und Innovationsfähigkeit dieser Schlüsselbranche für Bayern. Ich bin mehr denn je sehr zuversichtlich, dass MT Aerospace für die Zukunft sehr gut aufgestellt ist und gestärkt aus den jüngsten Krisen, die gerade auch die Luft- und Raumfahrtindustrie weltweit vor zum Teil existentielle Herausforderungen gestellt haben, hervorgehen wird“, sagt Staatsminister Hubert Aiwanger, der beim Rundgang durch verschiedene Fertigungshallen nicht nur die großen Bauteile für die Ariane-6-Raketen, sondern auch verschiedene Spezial-3D-Druck-Bauteile zu sehen bekam. Gemeinsam ist ihnen, dass alle Bauteile massesparend konzipiert, hochgenau gefertigt und höchsten Sicherheitsansprüche gerecht werden müssen.

„Kunden profitieren von unserem profunden Wissen über die Eigenschaften ganz unterschiedlicher Werkstoffe und unseren Verarbeitungsprozessen. Zertifizierte Verfahren wie das Rührreibschweißen, bei dem metallische Bauteile hochzuverlässig verbunden werden, haben wir eigens entwickelt, um die hohen Ansprüche in der Luft- und Raumfahrt zu erfüllen“, berichtet COO Bernd Beschorner. „Unsere Engineering-Dienstleistungen und die Qualifizierung der Bauteile runden unser Portfolio ideal ab.“ „Wir sind seit mehr als 50 Jahren in Bayern fest verwurzelt und schätzen das Engagement der Bayerischen Staatsregierung, unser Bundesland auch weiterhin als High-Tech Standort mit einer starken Luft- und Raumfahrtindustrie zu positionieren“, ergänzt Hans Steininger.

Europa stellt Weichen in der Raumfahrt
In Hinblick auf die diesjährige ESA-Ministerratskonferenz, die sich um die Budgets der einzelnen ESA-Mitgliedsländer und damit um die mittelfristige Planung dreht, haben die Vorstände im Gespräch mit dem Staatsminister angeregt, „eine deutsche Strategie für das Thema Raumtransport zu etablieren mit klarer Entwicklungsperspektive für die bayerischen Unternehmen. Insbesondere im Lichte des Wachstums der internationalen Märkte scheint der Zeitpunkt richtig, jetzt die Weichen zu stellen. Die bayerische Raumfahrt kann dabei einen entscheidenden Beitrag zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen wie den Klimawandel leisten“, wie Ulrich Scheib, Vorstandsmitglied der MT Aerospace, erklärt.

Die Vorstände plädierten dafür, das gezeichnete Deutsche Budget auf dem aktuellen Niveau von 600 Mio. Euro zu belassen. „Deutschland muss beim Thema Trägerraketen jetzt die „Schlüsseltechnologien der Zukunft“ ausbauen: kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe (CFK), Liquid Booster und Wiederverwertbarkeit sowie Wasserstofftechnologie sind vielversprechende Ansätze mit der die Zukunft des europäischen Raumtransportes entscheidend mitgestaltet werden kann“, ergänzt Ulrich Scheib.

„Wir blicken zuversichtlich auf die Zukunft unseres Unternehmens, denn wir sind personell und technisch gut aufgestellt. Die Bayerische Regierung hat es in den vergangenen Jahrzehnten immer verstanden, den High-Tech Standort Bayern zukunftsfest zu gestalten, daher bin ich überzeugt, dass in Bayern auch weiterhin neue industrielle Konzepte entwickelt werden und hochklassige Produkte und Dienstleistungen angeboten werden können“, so Hans Steininger.

Über MT Aerospace AG
Die MT Aerospace AG ist ein Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt mit rund 500 Mitarbeitern an den Standorten Augsburg, Bremen und Kourou, Französisch-Guayana. MT Aerospace entwickelt und produziert Schlüsselkomponenten für die Europäische Trägerrakete Ariane, die Airbus Flugzeugflotte, Raumfahrzeuge und Satelliten. MT Aerospace ist ein Technologieführer in Leichtbau-Strukturen unter Verwendung von Metall und Composite Materialien.

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Quelle: Technische Universität München.

Die Schweißnähte des riesigen Treibstofftanks einer Rakete müssen beim Start immense Kräfte aushalten. Für solche besonders stabilen Nähte wird das Verfahren des Rührreibschweißens genutzt. Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) wollen das Verfahren effizienter machen. Sie nutzten dabei die Positronen der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), um atomare „Löcher“ im Material präzise zu lokalisieren.

Das Verfahren des Rührreibschweißens wird immer häufiger bei Bauteilen eingesetzt, bei denen die Nähte besonders dicht und stabil sein müssen. Etwa im Flugzeugrumpf, im Kühlsystem des Autos oder auch beim Treibstofftank einer Rakete. Im Gegensatz zu anderen Schweißverfahren benötigt das Rührreibschweißen kein zusätzliches Schweißmaterial, und die Temperaturen bleiben in der Regel unter der Schmelztemperatur. Damit ist das Verfahren besonders für temperaturempfindliche Materialien wie das leichte Aluminium geeignet.

Sind die Bauteile fest eingespannt, wird an deren Grenzfläche der schnell drehende Schweißstift des Schweißgerätes entlanggeführt. Der Stift weicht das Material durch Reibungswärme auf, ohne es zu schmelzen. Während sich der Stift voran bewegt, verrührt er die beiden Bauteile an der Grenzfläche und sorgt nach dem Abkühlen für eine besonders feste Naht.

Das Problem bei dem erst 30 Jahre alten Verfahren sind fehlende Erfahrungswerte. Bei jedem neuen Bauteil und Material müssen die Einstellungen des Geräts durch Ausprobieren bestimmt werden. Durch eine automatische Regelung, welche die Einstellungen selbst bestimmt und anpasst, würde sich die Effizienz des Verfahrens enorm verbessern. Dafür hat Dr. Andreas Bachmann in seiner Forschungsarbeit an der TUM ein Regelungskonzept entwickelt.

Positronen finden „Löcher“ im Metall
Zunächst untersuchte Bachmann anhand einer speziellen Aluminiumlegierung, die in der Raumfahrt eingesetzt wird, wie genau die Temperatur und Schweißgeschwindigkeit den Prozess beeinflussen. Dazu nutzte er die weltweit intensivste Positronenquelle NEPOMUC der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II). „Mit der Methode der Doppler-Verbreiterungsspektroskopie konnten wir die Defekte im Metall in und nahe der Schweißnaht finden“, sagt Bachmann.

Forschende schießen bei der Doppler-Verbreiterungsspektroskopie Positronen in das Metallgitter. Hier werden sie von den ebenfalls positiv geladenen Atomrümpfen im Gitter abgestoßen und bewegen sich von selbst zu Leerstellen, wo sie auf ihr Antiteilchen, ein Elektron, treffen. Die Teilchen löschen sich gegenseitig aus und senden dabei Energiestrahlen aus, die wiederum detektiert werden. Die gemessenen Strahlen geben Auskunft über die Position und Häufigkeit von atomaren Leerstellen.

Defekte sind temperaturabhängig
Die Forschenden fanden bei ihren Untersuchungen weniger Defekte bei höheren Schweißtemperaturen um die 500 Grad Celsius. „Im Vergleich zu anderen Schweißverfahren sind 500 Grad allerdings immer noch sehr niedrig“, erklärt Bachmann. „Es ist also so: Eine geringere Schweißtemperatur ist für die temperaturempfindlichen Materialien natürlich besser; wenn sie zu gering ist, wirkt sich das aber negativ auf die Festigkeit der Naht aus.“ Die ideale Schweißtemperatur ist für die Materialien unterschiedlich und muss jeweils bestimmt werden.

Mit diesen Erkenntnissen entwickelte Bachmann eine Regelung, bei der die optimale Temperatur eingestellt wird. Ein Sensor misst die Temperatur in Echtzeit. Mithilfe eines Algorithmus wird bestimmt, wie schnell sich das Werkzeug drehen muss, damit die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Wert 0 beträgt. „Eine Schweißnaht mit Regelung war im Test 1,5-Mal so fest wie ohne Regelung“, erklärt Bachmann.

Außerdem zeigte er, dass theoretisch auch eine Regelung ohne Temperatursensoren möglich wäre. Dabei wird der Widerstand beim Drehen des Schweißstiftes gemessen und auf diese Weise die Temperatur bestimmt. „Je wärmer das Metall ist, desto leichter lässt es sich umformen, beziehungsweise mit dem Werkzeug verrühren“, erklärt Bachmann, der mittlerweile in der Industrie arbeitet. „Wie leicht oder wie schwer sich das Metall verrühren lässt, kann über das an der Spindel, also den Motor, der das Werkzeug antreibt, anliegende Moment gemessen werden.“ Dieser Ansatz könnte weiterentwickelt werden, um den Einsatz dieser Regelung in der Praxis zu erleichtern.

Publikation
Bachmann, A.; Gigl, T.; Hugenschmidt, C. P.; Zaeh, M. F.: Characterization of the microstructure in friction stir welds of EN AW-2219 using coincident Doppler-broadening spectroscopy. In: Materials Characterization 149, (2019) o. Nr., S. 143 – 152.

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Quelle: MT Aerospace AG via OHB.

Augsburg/Bremen, 4. April 2018 – MT Aerospace hat heute mit dem Wasserstofftank die erste Komponente der Oberstufe der zukünftigen europäischen Trägerrakete Ariane 6 an das neue Produktionszentrum der ArianeGroup in Bremen ausgeliefert. Die in Augsburg auf hochmodernen Anlagen und mit optimierten Verfahren gefertigten Tankböden und Zylinderpanele wurden in Bremen von MT Aerospace zu einem Treibstofftank zusammengefügt.

„Wir sind aufgrund des strengen Zeitplans sehr stolz, die erste Komponente für den neuen europäischen Träger Ariane 6 jetzt planmäßig ausliefern zu können“, sagt Hans J. Steiniger, CEO der MT Aerospace AG, die für dieses Programm einiges in die Qualifizierung der Mitarbeiter, die Infrastruktur, Gebäude und Maschinen investiert hat. „Für die Entwicklung der Komponenten der neuen Ariane 6 hat MT Aerospace Eigeninvestitionen in Höhe von 35 Mio. EUR als Risk-Sharing- Partner geleistet“, so Steininger weiter.

Anlässlich der Anlieferung des Tanks äußerte sich ArianeGroup Standortleiter Dr. Jens Laßmann sehr erfreut und sagte, „Wir sind mit Ariane 6 auch hier in Bremen auf einem sehr guten Weg. Die Anlieferung des ersten Tanks ist ein wichtiger Meilenstein. Wir werden ihn jetzt in unserem neuen Ariane-Zentrum weiter bearbeiten und fertig ausrüsten, um den Tank dann hier in Bremen in die Oberstufe der neuen Ariane 6 einzubauen.“

MT Aerospace hat für die Fertigung der Ariane 6-Komponenten auf Industrie 4.0-Anwendungen umgestellt. Dazu wurde in Augsburg eine neue Halle gebaut und eine bestehende umgerüstet. Hochmoderne Schweißanlagen, Maschine-zu-Maschine-Kommunikation („Internet der Dinge“) sowie Bohr- und Nietroboter sorgen für effizientere und damit günstigere Produktionsabläufe.

Als ein Kernstück dieses Produktivitätsfortschritts und technologischer Quantensprung gilt die große FSW-Anlage. FSW steht für Friction Stir Welding, auf Deutsch Rührreibschweißen. Die Anlage wurde Anfang 2018 installiert und ist weltweit einzigartig. „Bislang dauerte der Schweißvorgang rund zehn Minuten, aber die Vorbereitung dafür mehr als drei Stunden. Mit der neuen Maschine wird die Vorbereitungszeit erheblich verkürzt. Dazu kommt, dass die Maschine sowohl die Prozesse dokumentiert als auch die Bauteile per Ultraschall überprüft. Wenn die Komponenten die FSW-Anlage verlassen, sind sie fertig bearbeitet und geprüft. „Es ist tatsächlich ein Technologiesprung in der Größenordnung von 20 Jahren und mehr. Heute bauen wir circa 30 Tankdome pro Jahr für die Ariane 5, künftig werden es circa 90 sein: Wir verdreifachen durch den Sprung in das Industrie 4.0-Zeitalter unsere Produktivität“, so der CEO.

An der Entwicklung und Industrialisierung des Ariane 6-Trägersystems ist MT Aerospace maßgeblich beteiligt. Mit einem Industrieanteil von gut 10 Prozent treibt MT Aerospace als „Risk-Sharing-Partner“ und „Cluster Prime“ für Metall-Strukturen technische Innovationen und die Wettbewerbsfähigkeit für diese zukünftige Trägerrakete voran.

Über MT Aerospace
MT Aerospace ist ein international hoch angesehenes Unternehmen in der Luft- und Raumfahrtbranche mit rund 700 Mitarbeitern an den Standorten Augsburg, Mainz, Cagliari (Italien) und Kourou (Französisch-Guayana). Als Teil des börsennotierten europäischen Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE (Prime Standard, ISIN: DE0005936124) entwickelt und produziert das Unternehmen wesentliche Komponenten für das europäische ARIANE-Trägersystem, die Airbus-Flotte, Raumfahrzeuge und Satelliten. MT Aerospace ist Technologieführer im Leichtbau aus Metall und Verbundwerkstoffen und mit einem Arbeitsanteil von rund 10 Prozent größter Zulieferer außerhalb Frankreichs für das ARIANE-Programm. www.mt-aerospace.de

Über ArianeGroup
Die ArianeGroup ist Konstruktionsverantwortlicher und industrieller Hauptauftragnehmer für die Entwicklung und Nutzung der Trägerrakete Ariane 6 im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Das Unternehmen steht an der Spitze eines Industrienetzwerks, das mehr als 600 Unternehmen (darunter 350 kleine und mittelständische Unternehmen) in 13 europäischen Ländern umfasst. ariane.group/de/

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