Moin moin zusammen,

also die norddeutsche Begrüßung liegt mir schonmal ;-)

Gestern habe ich einen groben Einblick gegeben, was alles dazu gehört, eine neue Reparatur an einem Flugzeugteil durchführen zu können.

Heute werde ich mal relativ detailiert von einem Problem erzählen, womit ich dem Zusammenhang zu kämpfen habe.

Wie bereits beschrieben, soll bei der neuen Reparatur ein beschädigter Bereich eines Bauteils entfernt werden und ein neues Stück Metall an der Stelle angeschweißt werden. Dabei handelt es sich um einen Flansch, also ein wichtiges Verbindungsstück, das große Kräfte und Vibrationen aufnehmen soll.

Das Schweißen findet in einer EB-Anlage statt. EB steht für Electronic Beam, also Elektronenstrahl. Es handelt sich dabei um eine große Kammer, in der Vakuum herrscht und mit enormer Energie Elektronen auf die Stelle geschossen werden, wo Bauteil und Ersatzmetall aneinander liegen, im Schema unten als Werkstück bezeichnet.
Wenn die Elektronen dort aufschlagen, wird so eine Wärme freigesetzt, dass das Metall geschmolzen und teilweise sogar verdampft wird. Bewegt sich der Elektronenstrahl weg, erstarrt das flüssige Metall wieder und die Bauteile sind miteinander verschmolzen.
Die Anlage ist computergesteuert und muss im Vorfeld mit vielen Versuchen erst programmiert werden, bis der Vorgang perfekt ist. Nur dann ist das Bauteil im Ergebnis auch so zuverlässig wie ein Neuteil.

Schema der EB-Anlage

Schema der EB-Anlage

Dieser Elektronenstrahl ist sehr stark, aber er selbst bewegt sich nicht. Das heißt, damit das komplette Bauteil mit dem neuen Metall verschweißt werden kann und eine gleichmäßige Schweißnaht entsteht, muss das Bauteil unter dem Elektronenstrahl hin und her bewegt werden. Hinzu kommt, dass das Schweißen nur richtig funktioniert, wenn der Abstand zwischen Elektronenstrahlkanone und Bauteil immer exakt der gleiche ist.
Damit das funktioniert, muss also eine extra schwenkbare Halterung konstruiert werden, mit der das Bauteil unter dem Elektronenstrahl exakt bewegt werden kann.

An der Stelle ist Teamarbeit gefragt. Denn jetzt muss ich mich mit Fachleuten verschiedener Abteilungen zusammensetzen, um am Ende eine brauchbare Vorrichtung zu bekommen. Zum Beispiel muss mit Schweiß-Spezialisten besprochen werden, wie diese Halterung in die EB-Anlage passt und richtig schwenkbar ist. Mit Werkzeugbauern muss geplant werden, wie diese Vorrichtung überhaupt hergestellt werden kann und es müssen technische Zeichungen angefertigt werden, da zuvor nur alles mehr oder weniger auf Schmierzetteln besprochen wurde.

Nun habe ich erwähnt, dass dieser Elektronenstrahl, der das Bauteil schweißt, sehr stark ist.
Da kommt natürlich die Frage: Was passiert, wenn er an eine Stelle kommt, wo er nicht hin soll?
Wie kann ich verhindern, dass er mir dann das Bauteil kaputt macht?
Also muss die Haltevorrichtung erweitert werden um einen Strahlenfang. Der soll dafür sorgen, dass der Elektronenstrahl nur an die Stellen vom Bauteil kommt, wo er auch hin darf und überall sonst vom Strahlenfang abgefangen wird. Man kann sich bestimmt vorstellen, wie massiv der Strahlenfang dadruch sein muss.
Nun kommt aber das größte Problem: Ich habe geschrieben, dass der Elektronenstrahl so stark ist, dass er das Metall teilweise verdampft. Wenn es abkühlt, wird es wieder fest. Das sollte jedem aus dem Physikunterricht bekannt sein.
Was bedeutet das? Stellen Sie sich vor, der Strahlenfang an der Haltevorrichtung kommt mit dem Elektronenstrahl in Kontakt und er wird stellenweise verdampft. So weit so gut, das war ja alles noch berücksichtigt. Nun breitet sich aber der Metalldampf aus, setzt sich vielleicht auf das Triebwerksteil und wird wieder fest. Wenn der Strahlenfang nicht exakt aus dem gleichen Material wie das Triebwerksteil ist, dann wäre das Bauteil jetzt verunreinigt mit Partikeln aus dem Strahlenfang.

Was heißt das für uns?

Richtig! Der massive Strahlenfang muss aus dem gleichen Material gemacht werden, wie das Triebwerksbauteil. Dabei handelt es sich um eine sehr hochwertige Legierung aus Nickel und Chrom. Jetzt ahnt man es schon… Triebwerksteile… Flugzeugteile… Hochleistungslegierungen… Spezialmetalle… sehr teuer… schwer zu bekommen…

Und das ist eine Problemstellung, die mit Lösungsfindung, Anfertigen der technischen Zeichnungen und Dokumentationen, sowie der Bestellung der notwendigen Materialien Monate dauern kann.
Schließlich muss man sich als Diplomand auch erst in die Thematik einarbeiten und das Wissen aus dem Studium erweitern.
Solche Aufgaben werden im Team erarbeitet und auch insgesamt sind sehr viele Leute beteiligt. Das heißt, es geht auch über viele Stationen und als Diplomand und Projektkoordinator ist man die Schnittstelle zwischen allen, muss vermitteln und den Überblick behalten.

Bei einer gesamten Bearbeitungszeit der Diplomarbeit von 7 Monaten kann das ein gewaltiger Aufhänger sein, der 3 bis 4 Monate in Anspruch nehmen kann.

Leider muss die Haltevorrichtung jetzt erst angefertigt werden, sonst hätte ich sie hier mal zeigen können.

Kleines Teil, großer Aufhänger…

Morgen lesen wir uns wieder an dieser Stelle, dann mit meinem Fazit.

Bis dahin,
Ihr/Euer Max