Qualitätskontrolle von Verbundstoffen in der Luft- und Raumfahrt

3D Scanner und Fotogrammmetrie-System werden zur Kontrolle von Materialausdehnungen eingesetzt.

Die Lufthansa Technik AG (kurz „LHT“) ist ein Anbieter für MRO-Dienstleistungen (Maintenance, Repair and Overhaul – Wartung, Reparatur und Überholung) von Flugzeugen mit 50 Standorten weltweit. Die Lufthansa Technik Group ist zu 100 Prozent im Besitz des Mutterkonzerns Deutsche Lufthansa AG und umfasst 32 technische Instandhaltungsbetriebe und Beteiligungen in Europa, Asien und Amerika mit mehr als 26.000 Mitarbeitern (Stand 2019).

Ihre Basis hat die Lufthansa Technik am Flughafen Hamburg, weitere wichtige deutsche Standorte sind die beiden Lufthansa-Drehkreuze Frankfurt Rhein-Main und München sowie die Berliner Flughäfen Tegel (Line Maintenance) und Schönefeld (C-Checks).

Kontrolle von Materialausdehnungen

Der Bereich ARC® – Airframe Related Components überholt und repariert Schubumkehrer (Fan Reverser), Triebwerksverkleidungen (Engine Cowlings), Tragflächensteuerteile (Flight Controls), Flugzeugnasen (Radome) und andere Bauteile aus Verbundwerkstoffen der Sekundärstruktur. Über die Instandhaltungsarbeiten hinaus werden Reparaturentwicklungen, alle Arten von Material-Support sowie Logistik-Lösungen erbracht. Diese Dienstleistungen werden für sämtliche, in der zivilen Luftfahrt betriebene Triebwerkstypen und nahezu aller gängigen Flugzeugmuster angeboten.

Zur Reparatur oben genannter Bauteile kommen Klebeschalen aus Kohle- oder Glasfaser zum Einsatz, bei denen Form und Kontur regelmäßig überprüft werden müssen. Der Fertigungsprozess findet unter Einfluss von Druck und Temperatur in einem Autoklav statt, so dass eine Ausdehnung des Materials die Folge sein kann. Diese Ausdehnung wird mit Hilfe von regelmäßig wiederkehrenden Scans ermittelt. Es handelt sich hierbei also nicht um ein einmaliges Projekt, sondern um eine regelmäßige Maßnahme, zur Sicherstellung von Qualitätsstandards.

Screenshot einer gescannten Flugzeugnase

Dabei wird der Ist-Zustand mit Hilfe des Creaform HandySCAN 3D Scanners bzw. bei großen Objekten mit der Fotogrammetrie-Kamera MaxSHOT 3D ermittelt und mit einem CAD-Modell (Soll-Zustand) verglichen. Zur Datenaufnahme wird hierfür die Datenerfassungssoftware VXelements eingesetzt.

Entscheidungskriterien und ROI

Bevor die LHT die Creaform Systeme einsetzte wurden Messungen, Datenaufbereitung und Flächenrückführungen durch eine Fremdfirma erbracht. Die Datenqualität, sowie die Umsetzungsdauer, bzw. Flexibilität bei sich ändernden Rahmenbedingungen haben dazu geführt, dass man sich dazu entschlossen hat, sowohl Hardware als auch Software und Know-How eigenständig einzukaufen.

Ausschlaggebend für die Wahl der Messysteme waren die Kompaktheit der Geräte sowie die einfache Datenerfassung mit dem HandySCAN 3D Scanner von Creaform. Mit ihnen ist es möglich, mit vergleichsweise wenig Aufwand komplexe Geometrien zu erfassen. Zudem ist die Genauigkeit für die Anwendungen ausreichend hoch. Der MaxSHOT 3D hilft, diese auch bei größeren Objekten zu gewährleisten. Aktuell werden die Messsysteme ausschließlich in einer Werkstattumgebung unter (weitestgehend) kontrollierten, klimatischen Bedingungen eingesetzt.

Fotogrammmetriekamera MaxSHOT 3D zum Messen großer Objekte mit hoher Genauigkeit

„Die Kontrolle der Materialausdehnungen hätten auch mit anderen gängigen Messsystemen regelmäßig vermessen werden können, jedoch haben das Preis-Leistungsverhältnis, sowie die Kompaktheit für die Messysteme von Creaform gesprochen. Zudem ist der Kundenservice einwandfrei“, erklärt Gunnar Hinrichs, Abteilung Airframe Related Components bei Lufthansa Technik. „In Bezug auf den ROI hat sich die Anschaffung ebenfalls rentiert, auch wenn uns hierzu bis jetzt noch keine aussagekräftigen Daten vorliegen. Aber es dürfte sich nach eigener Schätzung um einen 5-stelligen Betrag im unteren Segment handeln, den wir gegenüber der Fremdvergabe einsparen. Wenn wir durch den Einsatz der Creaform-Technologie Qualitätsabweichungen frühzeitig erkennen, können so aufwändige und damit für uns teure Nachbearbeitungen beim Kunden verhindert werden.“

Kompakt, einfach und flexibel

Die Erfahrungen mit den Creaform Systemen sind positiv. „Wir können wesentlich schneller und flexibler auf Messaufgaben eingehen, die Messergebnisse sogar direkt am Bauteil besprechen und mit anderen Interessengruppen teilen. Das System überzeugt uns immer wieder durch seine Kompaktheit und Einfachheit in der Nutzung. Ein Messvorgang wird inklusive Vor- und Nachbereitung (Aufbau, Anbringung der Targets etc.) innerhalb von 2-3 Stunden erledigt. Die Daten stehen uns direkt zur Verfügung. Die Software-Oberfläche ist gut realisiert, verständlich und übersichtlich. Die Einweisung durch Creaform ist hervorragend und auch sonst stehen uns die Mitarbeiter dort immer mit Rat und Tat zur Seite. So wünscht man es sich.“, kommentiert Gunnar Hinrichs.