Shreeram Aerospace hebt mit hyperMILL^® ab

Das im Dezember 2017 gegründete Unternehmen Shreeram Aerospace & Defence LLP hat sich seit Aufnahme seiner Geschäftstätigkeit dank erheblicher Investitionen in Spitzentechnologie rasant entwickelt. Mit einer Vielzahl von 3- bis 5-Achs-Bearbeitungszentren und den dazugehörigen Technologien hat das Unternehmen seine Anlagen bereits auf über 3.100 m² erweitert, um seine namhaften Kunden zu unterstützen. Um die Produktivität zu optimieren und die Fertigung eines breiten Angebots an Komponenten zu ermöglichen, hat das Unternehmen in die branchenführende CAM-Lösung hyperMILL^® von OPEN MIND Technologies investiert.

Das am Stadtrand von Rajkot in der indischen Provinz Gujarat ansässige Unternehmen Shreeram Aerospace & Defence LLP ist auf die Produktion von Tragflächenstrukturen, Triebwerkskomponenten und Vorrichtungen für die Luft- und Raumfahrtindustrie spezialisiert. Darüber hinaus beliefert das Unternehmen Kunden in den Bereichen erneuerbare Energien, Werkzeuge und Formen, Transport, Öl und Gas sowie Medizintechnik. Um in diesen anspruchsvollen Branchen erfolgreich zu sein, verfügt das Unternehmen über eine Reihe von OEM-Zulassungen und beliefert derzeit viele der weltweit führenden Luftfahrtunternehmen. Mit eigenen Bearbeitungs-, Montage- und Messabteilungen, High-End-Werkzeugmaschinen und Prüfeinrichtungen benötigte das 50 Mitarbeiter zählende Unternehmen ein ebenso hochwertiges CAM-System – und hier kam OPEN MIND ins Spiel.

Wo alles begann

Die meisten Fertigungsunternehmen beginnen mit allgemeiner Unterauftragsarbeit in verschiedenen Dreh- und Bearbeitungszentren und bauen ihr Geschäft nach und nach auf – nicht so Shreeram Aerospace. Auch wenn das Unternehmen ebenfalls mit einigen wenigen Drehmaschinen und 3-Achs-Bearbeitungszentren begonnen hat, enden hier die Gemeinsamkeiten mit anderen Unternehmen. Shreeram hatte von Anfang an die Vision, ein führender Zulieferer der indischen Luftfahrtindustrie zu werden. Und dank OPEN MIND Technologies verkürzt das Unternehmen den normalerweise zehnjährigen Weg zum bedeutenden Luftfahrtzulieferer auf nur drei bis vier Jahre.

Shreeram verfügt über drei Generationen an Erfahrung in der Führung erfolgreicher Unternehmen und hat festgestellt, dass die Herstellung großer Komponenten für Luft- und Raumfahrtindustrie in Indien nicht weit verbreitet ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Sektor sehr kapitalintensiv ist, eine Entwicklungszeit von 3 bis 5 Jahren benötigt, um rentabel zu werden, und eine sehr reale Herausforderung in Bezug auf die Verfügbarkeit geeigneter Arbeitskräfte, Qualifikationen und die Einführung eines Qualitätsmanagementsystems darstellt. Außerdem ist die Herstellung großer Komponenten mit erheblichen Kosten verbunden. Mit der klaren Vision, in diesen Nischenbereich der Bearbeitung kritischer Komponenten für Luft- und Raumfahrt einzusteigen, investierte das Managementteam von Anfang an in bewährte 5-Achs-Bearbeitungszentren mit großem Bett. Die erste installierte Maschine war die KX-200 des französischen Werkzeugmaschinenherstellers Huron.

Da das Management bereits Erfahrung mit der Fertigung großer Mehrachsmaschinen hatte und mit den Möglichkeiten von hyperMILL^® sowie den einschlägigen Fallstudien vertraut war, entschied es sich für hyperMILL^® als CAM-Plattform, die den Anforderungen des Unternehmens gerecht wird.

Bahn frei für hyperMILL^®

Im Jahr 2020 erhielt das Unternehmen von zwei Ministerien Ausschreibungen für kritische Impeller und für erstmals entwickelte Tera-Hz-Antennenreflektoren. Shreeram wandte sich sofort an OPEN MIND und erteilte den Auftrag für hyperMILL^® im Oktober 2020.
Mit 5-Achs-Maschinen, einer Arbeitsplatzlizenz für hyperMILL^® und einem vorzeigbaren Beispiel für die Fähigkeit, Impeller zu bearbeiten, strebte Shreeram dann die Zertifizierungen nach ISO: 9001 und AS9100 D sowie die Zertifizierung der Lieferkette mit den wichtigsten Anbietern an. Nachdem der Grundstein gelegt war, erhielt das Unternehmen eine wachsende Zahl von Ausschreibungen.

Das Ausschreibungsverfahren für die Handhabung kritischer Strukturbauteile aus Aluminium 6061-T651 dauerte 8 Monate und umfasste zahlreiche Bearbeitungs- und Prüfversuche. Mit einem Effektivwert von 6 µm über die parabolische Fläche von 850 × 850 mm auf der einen Seite und einem Materialabtrag von 91 % auf der anderen Seite bei mehreren Taschen mit einer Wandstärke von 2 mm war die Bearbeitung erheblich, und der 150 kg schwere Rohling wurde auf nur 10,5 kg reduziert. Wenn man dann noch den Spannungsabbau in die Gleichung einbezieht, war es kein Wunder, dass Shreeram der einzige indische Hersteller war, der sich technisch für diese äußerst komplexe Aufgabe qualifizierte. Seit dem Gewinn des aktuellen Auftrags im Jahr 2022 hat Shreeram mehr als 66 dieser hochwertigen und komplexen Reflektorplatten für Raumfahrtantennen bearbeitet.

Während hyperMILL^® den Programmierprozess vereinfachte, setzte das Unternehmen in seinem ständigen Streben nach Innovation auch hyperMILL^® MAXX Machining für die Taschenschruppzyklen der Platten ein. Das Ergebnis war eine weitere Reduzierung der Bearbeitungszeit um 30 % von 40 auf 30 Stunden. Um die Gesamtbearbeitungszeit möglicherweise noch weiter zu verkürzen, testete Shreeram erfolgreich Tonnenfräser an den Platten. Als Pionier in der Entwicklung von CAM-Strategien für Tonnenfräser und in der Zusammenarbeit mit Werkzeugherstellern bei der Werkzeugentwicklung verfügt OPEN MIND über alle 5-Achs-Strategien, um Shreeram zu noch besseren Ergebnissen mit diesen Werkzeugen zu verhelfen.

Sandeep Satani, Chairman und Managing Director von Shreeram Aerospace & Defence LLP, erläutert: „Diese komplexen Teile haben eine Gesamtproduktionszeit von jeweils 80 Stunden. 40 Stunden werden für die Bearbeitung aufgewendet, die restlichen 50% der Zeit für das Einrichten, da die Teile in jeder Phase einem Spannungsabbau unterzogen werden müssen. Seit der Bearbeitung der ersten 66 Teile haben wir nun weitere 18 Teile mit Tonnenfräsern bearbeitet – das hat unsere Profilschlichtzeiten von 8 auf 4 Stunden reduziert.

Der Einsatz von Tonnenfräsern für dieses Projekt wurde durch eine Zusammenarbeit zwischen Shreeram, OPEN MIND und dem Präzisionswerkzeughersteller EMUGE-FRANKEN Group initiiert. Sandeep Satani ergänzt: „hyperMILL^® MAXX Machining reduziert unsere Schruppzeiten mit trochoidalen HPC-Frässtrategien um 30%. Jetzt bringen die Tonnenfräser eine zusätzliche Einsparung von 50% beim Schlichten. Mit der größeren Zustellung, die mit dem Tonnenfräser und den Schlichtstrategien erreicht werden kann, sehen wir eine deutliche Verbesserung der Oberflächengüte. Unsere Oberflächengüte hat sich von 0,8 µRa auf 0,4 µRa verbessert, und das bei Taschenwänden, die in vielen Fällen nur 2 mm dick sind.“

Bei einer Wandstärke von 2 mm an den Taschen der Tera-Hz-Antennenreflektoren mussten minimale Schnitttiefen gewählt werden, um Vibrationen zu reduzieren. Durch die höhere Zustellung der Tonnenfräser konnte Shreeram jedoch die Oberflächengüte bei minimalen Vibrationen verbessern. In Anspielung auf diese Herausforderung fährt Sandeep Satani fort: „Während des Ausschreibungsverfahrens hatten sich zwei weitere Unternehmen um den Auftrag für die Reflektorplatten beworben. Aufgrund der Komplexität der Teile konnten zwei unserer Mitbewerber nur einen Präzisionsgrad von 95 bzw. 70 Mikrometern erreichen, was außerhalb der Parameter des Projekts lag. Bei der Bearbeitung von Versuchsteilen im Rahmen des Ausschreibungsverfahrens erreichten wir einen Präzisionsgrad von 9 Mikrometern gegenüber den in der Ausschreibung geforderten 12 Mikrometern. Wir waren das einzige Unternehmen im Ausschreibungsverfahren, das die Teile erfolgreich bearbeiten konnte. In der Folge haben wir unsere Bearbeitungsprozesse optimiert, um einen konstanten Präzisionsgrad von nur 10 Mikrometern zu erreichen. Mit der Unterstützung von OPEN MIND bei unseren Bearbeitungsstrategien und von EMUGE-FRANKEN bei den Schneidwerkzeugen erreichen wir heute einen Präzisionsgrad von nur 6 Mikrometern.“ Als Shreeram zunächst eine Arbeitsplatzlizenz für hyperMILL^® erwarb, war das Unternehmen in der glücklichen Lage, über einen sehr erfahrenen hyperMILL^®-Programmierer zu verfügen, der andere Mitarbeiter schulte und weiterentwickelte, während er gleichzeitig einige der anspruchsvollsten Komponenten programmierte, die man sich in der Branche vorstellen konnte. So entstand eine Kultur, in der die internen Mitarbeiter trotz geringer Erfahrung die Feinheiten der Programmierung schwieriger Teile beherrschen – ein Faktor, der die Benutzerfreundlichkeit von hyperMILL^® unterstreicht.

Zu den kritischen Komponenten, die das Unternehmen hergestellt hat, gehören ein Indigenisierungsprojekt mit der Haynes-188-Kobaltlegierung, bei dem es sich um einen geformten Ring mit einem Durchmesser von 800 mm und einer Wandstärke von 3 mm handelt, sowie einen 3-Start-Inconel-Induzierflügel mit verschiedenen Wandstärken für Triebwerke in der Luft- und Raumfahrt. Zu den weiteren anspruchsvollen Projekten gehören eine Vorrichtung zur Montage von Flugzeugflügeln aus Kohlefaserverbundwerkstoff, Inconel-Turbinenscheiben und Triebwerksteile für die Entwicklung von unbemannten Luftfahrzeugen aus der Aluminiumlegierung 7075, die zwei Teile mit bis zu 90 % Kontaktfläche erfordern. Shreeram verfügt über bewährte Fallstudien für die Lieferung nahezu aller Arten von Luft- und Raumfahrtwerkzeugen, einschließlich großformatiger Montagewerkzeuge. Das Unternehmen hat inzwischen über 300 Projekte an Tier-1- und OEM-Hersteller der Luft- und Raumfahrtindustrie geliefert. Angesichts der Tatsache, dass Unternehmen wie Boeing, Airbus, Lockheed Martin und viele andere Strategien für den Aufbau einer Produktionsbasis in der Region implementieren – sowohl für die Produktion als auch für die Unterstützung von MRO-Programmen – ist Shreeram hervorragend positioniert, um mit diesen weltweit bekannten Marken zusammenzuarbeiten.

Abschließend spricht Sandeep Satani über die zukünftigen Möglichkeiten für Shreeram und die Partnerschaft mit OPEN MIND: „Indien hat gerade seine Chandrayaan-3-Lander (Rakete) auf dem Mond gelandet, und wir sind auf dem besten Weg, mit unserem Raumfahrtprogramm ein Weltmarktführer zu werden. Darüber hinaus hat die indische Fluggesellschaft IndiGo & Air India kürzlich die weltweit größte Flugzeugbestellung über 1.000 Flugzeuge aufgegeben. Sowohl das Raumfahrtprogramm als auch die umfangreichen Investitionen in die Luft- und Raumfahrtindustrie erfordern die Unterstützung durch lokale Fertigung und eine MRO-Lieferkette. Mit einer Nische für die Bearbeitung kritischer Präzisionsteile bis zu 3,5 m ist Shreeram hervorragend positioniert, um dieses Wachstum zu unterstützen. Darüber hinaus ermöglicht uns die Partnerschaft mit OPEN MIND, unsere Vorlaufzeiten zu verkürzen, um unseren Durchsatz zu erhöhen und dieser aufstrebenden Branche ein außergewöhnliches Serviceniveau zu bieten.“

www.shreeramaerospace.com/