Festwalzen von Dehnschrauben: 100 % Dauerfestigkeit in 28 Sekunden
Warum das Festwalzen von Dehnschrauben kein Kompromiss ist
Dehnschrauben in der Luftfahrt sind mehr als nur Verbindungselemente: Sie sichern lebenswichtige Komponenten wie Triebwerksaufhängungen – und müssen dabei extreme Schwingungen, thermische Belastungen und höchste Sicherheitsanforderungen meistern. Doch selbst moderne Titanlegierungen erreichen oft nicht die geforderte 100-prozentige Dauerfestigkeit. Die Folge: aufwendige Nacharbeit, erhöhte Ausschussraten oder sogar Sicherheitsrisiken.
Wie lässt sich dieses Problem lösen, ohne Kompromisse bei Gewicht, Material oder Wirtschaftlichkeit einzugehen? Die Antwort liegt im Festwalzen – einem mechanischen Oberflächenbearbeitungsverfahren, das nicht nur die Oberflächenqualität verbessert, sondern gezielt Druckeigenspannungen in die Randzone einbringt. Ein Kundenprojekt von ECOROLL zeigt: Mit dem richtigen Werkzeug und den passenden Prozessparametern lassen sich Dehnschrauben aus Titan in nur 28 Sekunden so bearbeiten, dass sie zuverlässig die geforderte Lebensdauer erreichen – bei gleichzeitiger Kostensenkung um 25 % und einer 30 % kürzeren Bearbeitungszeit.
Die Herausforderung: Titanlegierungen und hohe Sicherheitsanforderungen
Titan ist ein beliebter Werkstoff in der Luftfahrt, weil er leicht ist und gleichzeitig eine hohe Festigkeit besitzt. Mit einer Festigkeit von 1.600 MPa und einer Härte von 49 HRC bietet die hier verwendete Titanlegierung beste Voraussetzungen für hochbelastete Bauteile. Doch genau diese Eigenschaften machen die Bearbeitung so anspruchsvoll, z. B. bei der Zerspanung.
In der Luftfahrt zählt jedes Gramm. Genau deshalb wird Titan hier besonders gerne eingesetzt. Allerdings müssen natürlich auch die Titanbauteile absolut ausfallsicher sein. Genau hier stoßen viele Hersteller an ihre Grenzen – und suchen nach alternativen Lösungen, die sowohl die Festigkeit alsauch die Wirtschaftlichkeit verbessern.
Die Lösung: Festwalzen mit dem ECOROLL HG6-9-Werkzeug
ECOROLL setzt auf das Festwalzen – ein rein umformendes Verfahren, das ohne Materialabtrag auskommt und gezielt die Randzone des Bauteils verfestigt. Im konkreten Anwendungsfall kam das HG6-9-Werkzeug zum Einsatz:
Werkzeugaufbau: Eine 6-mm-Kugel auf einer Spannleiste, die normal zur Oberfläche (0°-Anstellung) positioniert wird. Dadurch wirkt die Anpresskraft optimal und gleichmäßig.
Prozessparameter:
Anpresskraft: 300 bar Walzdruck (? 750 Newton)
Walzgeschwindigkeit: 150 Meter pro Minute
Vorschub: 0,1 mm pro Umdrehung
Bearbeitungszeit: 28 Sekunden pro Schraube – wirtschaftlich und reproduzierbar.
Warum diese Parameter?
Die Walzkraft erzeugt eine optimale Flächenpressung und bringt die maximalen Druckeigenspannungen in die Randzone ein, ohne den Werkstoff zu schädigen.
Der gewählte Vorschub erzeugt eine ausreichende Überdeckung der Oberfläche, bei einer gleichzeitig hohen Wirtschaftlichkeit des Prozesses.
Das Ergebnis: Eine homogene Druckeigenspannung in der Randzone, die Mikrorisse verhindert und die Dauerfestigkeit um bis zu 100 % steigert.
Anwendungsbeispiel: Dehnschraube für die Triebwerksaufhängung
Ein Luftfahrtzulieferer stand vor folgendem Problem: Seine Dehnschrauben aus Titan erfüllten zwar die mechanischen Anforderungen, erreichten aber noch nicht durchgängig die geforderte Dauerfestigkeit.
Mit dem Festwalzen von ECOROLL gelang der Durchbruch:
100 % Dauerfestigkeit: Alle geprüften Bauteile bestanden die Lebensdauertests.
25 % Kostensenkung: Geringerer Werkzeugverschleiß, weniger Nacharbeit.
30 % Zeitersparnis: Die Bearbeitungszeit reduzierte sich von ursprünglich über 40 Sekunden auf 28 Sekunden.
Leichtbaukompatibel: Kein zusätzlicher Materialeinsatz, keine Gewichtszunahme.
Fazit des Kunden:
Mit dem Festwalzen konnte nicht nur die Dauerfestigkeit sichergestellt werden, sondern es wurden auch die Fertigungskosten deutlich gesenkt, sodass der Prozess heute fester Bestandteil der Produktion ist.
Warum Festwalzen die bessere Wahl ist
Gezielte Verfestigung: Druckeigenspannungen erhöhen die Ermüdungsfestigkeit – besonders wichtig bei dynamischen Belastungen.
Wirtschaftlich: Kürzere Bearbeitungszeiten und längere Werkzeugstandzeiten senken die Stückkosten.
Nachhaltig: Kein Materialabtrag, keine zusätzlichen Chemikalien – ideal für klimafreundliche Produktion.
Flexibel: Das Verfahren lässt sich auf verschiedene Werkstoffe und Bauteilgeometrien anpassen.
Fazit: Dauerfestigkeit ist kein Zufall, sondern das Ergebnis des richtigen Prozesses
Dehnschrauben in der Luftfahrt müssen absolut zuverlässig sein – und das bei minimalem Gewicht und maximaler Wirtschaftlichkeit. Das Festwalzen mit ECOROLL-Werkzeugen bietet hier eine nachweislich überlegene Lösung:
100 % Dauerfestigkeit für alle Bauteile.
25 % geringere Kosten und 30 % schnellere Bearbeitung.
Prozesssicherheit, die den strengen Anforderungen der Luftfahrt gerecht wird.
Sie stehen vorähnlichen Herausforderungen? Ob Titan, Stahl oder andere Hochleistungswerkstoffe: ECOROLL entwickelt maßgeschneiderte Festwalz-Lösungen für Ihre Anwendung. Kontaktieren Sie uns für eine individuelle Beratung.
Categories: Allgemein
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