In der Luft- und Raumfahrt ist Qualitätskontrolle keine Verfahrensformalität. Es geht um Leben und Tod. Nur wenige Branchen arbeiten mit so geringen Fehlertoleranzen. Jeder Start, jede Landung und jede Flugstunde hängen von der Integrität der Komponenten ab, die für extreme Belastungen ausgelegt sind. Wenn diese Komponenten versagen, sind die Folgen nicht Produktionsausfälle und/oder Gewährleistungsansprüche, sondern Gefährdungen von Menschenleben, kostspielige Flugverboten und Reputationsschäden mit Auswirkungen auf globale Lieferketten.
Luft- und Raumfahrtindustrie sowie Wartungsunternehmen (MRO) stehen unter ständigem Druck, ihre Fertigungsprozesse und Qualitätskontrollen zu optimieren und dabei die fortschrittlichsten zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP) und Inspektionsmethoden einzusetzen. Zu den kritischsten Bereichen zählen Fahrwerkssysteme, Hochleistungsgetriebe für die Luft- und Raumfahrt sowie Strukturkomponenten, die alle extremen zyklischen Belastungen und Materialermüdungen ausgesetzt sind. Um die Integrität dieser Komponenten während ihres gesamten Lebenszyklus zu gewährleisten, sind Instrumente erforderlich, mit denen Fehlstellen und mikrostrukturelle Veränderungen erkannt werden können, lange bevor sie zu schwerwiegenden Ausfällen führen.
Darum geht es: Die genaue Kenntnis über den Systemzustand
Das Fahrwerk ist ein Beispiel für die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Qualitätskontrolle in der Luft- und Raumfahrt. Fahrwerksbaugruppen sind dafür ausgelegt, bei jeder Landung enorme Belastungen aufzunehmen, und sind auf die einwandfreie Funktionalität von Drehzapfen, Stoßdämpfern, Achsen und Stellantrieben angewiesen. Durch Ermüdung verursachte Mikrorisse oder Schleifspuren, die während der Herstellung oder einer Reparatur entstehen, können ihre sichere Funktionsfähigkeit beeinträchtigen. Wie die Vergangenheit zeigt, kann der Ausfall eines Fahrwerks zu einem Ausbrechen des Flugzeugs von der Landebahn, Totalschaden und Personenschäden führen.
Ebenso sind auch Getriebezahnräder und strukturtragende Komponenten in der Luft- und Raumfahrt hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Geringfügige Abweichungen bei der Wärmebehandlung, der Oberflächenhärte oder der Restspannung können die Entstehung und Ausbreitung von Rissen beschleunigen und kritische Systeme gefährden. Herkömmliche Prüfverfahren sind oft nicht empfindlich oder effizient genug, um diese Eigenschaften zuverlässig in großem Maßstab zu überwachen, sodass ein klarer Bedarf an fortschrittlichen Technologien besteht, die über eine oberflächliche Bewertung hinausgehen.
Fortschrittliche zfP für aktuelle und zukünftige Anforderungen in der Luft- und Raumfahrt
Genau hier spielt das Technologieportfolio von Stresstech eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung der Qualitätsprüfung in der Luft- und Raumfahrt. Insbesondere zwei Methoden, die Barkhausenrausch-Analyse (BNA) und die Röntgendiffraktometrie (XRD), befassen sich mit sehr unterschiedlichen, jedoch ergänzenden Aspekten der Qualitätskontrolle an kritischen Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt.
Die Barkhausenrausch-Analyse (BNA) eignet sich in einzigartiger Weise zur Erkennung von oberflächennahen Anomalien, die durch unsachgemäße Wärmebehandlung oder Schleifverbrennungen (Weichglühen) während der Fertigung und Instandhaltung (MRO) entstehen. Durch die Auswertung der Wechselwirkung ferromagnetischer Legierungen auf ein sich änderndes Magnetfeld, deckt die BNA mikrostrukturelle Gefügeveränderungen auf, selbst durch Cr- oder HVOF-Beschichtungen hindurch, die mit herkömmlich visuell oder mit Härteprüfungen nicht erkannt werden können. Die bewährte, standardisierte Anwendung bei der Inspektion von Fahrwerken ermöglicht es Servicedienstleistern im Bereich Wartung-, Reparatur- und Überholung (MRO) eventuelle Veränderungen in der Mikrostruktur von sicherheitsrelevanten Komponenten frühzeitig zu erkennen und so das Risiko von Ausfällen während des Betriebs zu verringern. Die BNA-Inspektion kann direkt vor Ort am Flugzeug durchgeführt werden, wodurch unnötige Demontagen des Fahrwerks vermieden werden.
Die Röntgendiffraktometrie (XRD) hingegen ermöglicht eine präzise quantitative Messung von Eigenspannungen in metallischen Bauteilen. Eigenspannungen sind in der Luft- und Raumfahrt ein zweischneidiges Schwert: Bei richtiger Auslegung verlängern sie die Lebensdauer und verbessern die Tragfähigkeit, bei falscher Dosierung fördern sie jedoch das Risswachstum und führen zu vorzeitigem Versagen. Mit Hilfe der XRD können Hersteller überprüfen, ob kritische Teile wie Strukturelemente, Triebwerksaufhängungen oder Getriebe für die Luft- und Raumfahrt den strengen Konstruktionsspezifikationen entsprechen. Durch die Einbindung der XRD sowohl in die Produktion als auch in die Wartungsinspektionen erhält die Luft- und Raumfahrtindustrie ein Maß an Kontrolle und Einblick, das sich direkt in sichereren und langlebigeren Bauteilen niederschlägt.
Stresstechs Übereinstimmung mit Qualitätsinitiativen in der Luft- und Raumfahrt
Da Aufsichtsbehörden und OEMs in der Luft- und Raumfahrt die Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Komponenten immer weiter erhöhen, benötigt die Luftfahrtbranche verlässliche Partner für die Inspektion, die nicht nur Prüfgeräte, sondern komplette Systemlösungen für die Qualitätskontrolle liefern können. Stresstech ist dank seiner jahrzehntelangen Erfahrung, seinem Fachwissen und seiner globalen Präsenz, die sowohl OEM-Fertigungsprogramme als auch die Wartung durch den Anlagenbetreiber und MRO-Aktivitäten im Aftermarket unterstützt, bestens auf diese Anforderungen eingestellt.
Durch die Integration von Barkhausenrausch- und Röntgendiffraktionstechnologien in die Arbeitsprozesse der Luft- und Raumfahrt, ermöglicht Stresstech seinen Kunden:
- Vermeidung folgenschwerer Ausfälle durch frühzeitige Erkennung von mikrostrukturellen Schäden und Spannungsanomalien.
- Einhaltung der immer strengeren Luft- und Raumfahrtstandards für Qualität und Sicherheit.
- Senkung der Lebenszykluskosten durch vorausschauende Wartungsstrategien, die ungeplante Ausfallzeiten minimieren.
- Verlängerung der Lebensdauer von Komponenten durch die Optimierung von Fertigungs- und Reparaturprozessen für die Kontrolle von Spannungszuständen und zur Beseitigung versteckter Mängel.
Fazit: Qualitätskontrolle als strategische Verpflichtung
In einer Branche, in der Sicherheitsgrenzen in Mikrometern und Millisekunden angegeben werden, darf die Qualitätskontrolle nicht dem Zufall überlassen werden. Luft- und Raumfahrtunternehmen und MRO-Anbieter müssen Technologien einsetzen, die umfassendere Einblicke in das Materialverhalten, die Integrität von Bauteilen und die langfristige Leistungsfähigkeit bieten. Die Kosten einer Vernachlässigung dieser Aspekte sind zu hoch, und die Vorteile einer sorgfältigen Prüfung sind zu bedeutend, um sie zu ignorieren.
Seit Jahrzehnten steht Stresstech an der Spitze dieser Bemühungen und stattet die Luft- und Raumfahrtindustrie mit bewährten Technologien aus, um sicherzustellen, dass Fahrwerke, Getriebe und Strukturkomponenten während ihrer gesamten Lebensdauer wie vorgesehen funktionieren. Durch die Unterstützung der Branche in ihrem Streben nach höherer Qualität und größerer Zuverlässigkeit ist Stresstech nicht nur ein Lieferant von Ausrüstung, sondern ein Partner, der die Zukunft der Luftfahrt sichert.
Weitere Informationen finden Sie in verschiedenen Spezifikationen, Normen und Artikeln der Luft- und Raumfahrtindustrie, die von OEM-Herstellern und Luftfahrtorganisationen zur Verfügung gestellt werden, darunter:
- SAE ARP4462C – Barkhausenrauschprüfung zur Erkennung von Schleifspuren in hochfesten Stahlteilen
- Boeing BAC5653, BSS7423 – Barkhausenrauschprüfung zur Erkennung thermischer Schäden in Stählen
- Airbus FAA-2015-0831 Hauptfahrwerksachsen (MLG) – Barkhausenrauschprüfung
- Airbus FAA-2019-0017 Gleitrohrachsen des Bugfahrwerks (NLG) – Barkhausenrauschprüfung
- Airbus FAA-2019-0527 Gleitrohrachsen des Haupt- und Bugfahrwerks – Barkhausenrausch- und Magnetpulverprüfung