Hydraulikblöcke, Ventilgehäuse, Aktuatoren, Stellantriebe: Präzisionsbauteile für die Luftfahrt werden zu 100 % geprüft – oft in zwei oder mehr Orientierungen, mit engen Toleranzen. Die Teile sind eigenstabil, aus dem Vollen gefräst und hochwertig: Ein einzelner Hydraulikblock kostet, bis er fertig bearbeitet ist, mehrere tausend Euro. Und sie teilen eine Eigenschaft, die die Fertigung prägt: Low Volume, High Mix – hunderte aktive Teilenummern, kleine Stückzahlen, laufend neue Varianten.

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Die Messtechnik selbst ist dabei selten das Problem. Moderne Koordinatenmessmaschinen messen schnell und genau. Der Engpass sitzt davor: Wie kommt jede dieser Varianten wiederholgenau auf die Messmaschine? Die klassische Antwort – eine dedizierte Messvorrichtung pro Bauteil und Orientierung – erzeugt bei hoher Variantenvielfalt eine Kostenlandschaft, die in vielen Betrieben nie vollständig sichtbar wird. In diesem Artikel rechnen wir sie sichtbar: was Messvorrichtungen im Low-Volume-High-Mix wirklich kosten, wie eine programmierbare Messaufnahme sie ersetzt – und warum genau hier der Schlüssel zur automatisierten Messtechnik liegt.

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Herausforderung: Hunderte Varianten – und jedes Teil muss aufs Messgerät

In der Luftfahrt-Zulieferfertigung treffen drei Dinge aufeinander:

• Variantenvielfalt: Hunderte aktive Teilenummern je Werk, Stückzahlen von der Kleinserie bis zum Einzelstück – und mit jeder neuen Baureihe kommen Varianten dazu.
• 100-%-Prüfung: Sicherheitskritische Komponenten werden vollständig vermessen, häufig in zwei oder mehr Aufspannungen bzw. Orientierungen.
• Hoher Teilewert: Viele Zerspanungsstunden pro Teil – Einzelteile im Wert mehrerer tausend Euro, bei denen Ausschuss und Wartezeiten unmittelbar ins Geld gehen.

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Die klassische Antwort darauf sind bauteilspezifische Messaufnahmen: pro Teil und Orientierung eine gefräste Vorrichtung. Bei 200 aktiven Teilen und zwei Orientierungen sind das 400 Vorrichtungen – jede einzeln konstruiert, gefertigt, erprobt, gelagert und verwaltet.

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Die versteckte Kostenrechnung bauteilspezifischer Messvorrichtungen

• Anschaffung: Eine Messvorrichtung für ein Luftfahrt-Präzisionsteil kostet inklusive Konstruktion, Fertigung und Erprobung typischerweise 6.000–10.000 €. Multipliziert über das Portfolio entsteht gebundenes Kapital in Millionenhöhe.
• Lager und Logistik: Hunderte Vorrichtungen brauchen ein Regal- oder Hochregalsystem, eindeutige Kennzeichnung und Bestandspflege – plus Produktionsfläche, die an anderer Stelle fehlt.
• Änderungsdienst: Jede Designänderung heißt Vorrichtung anpassen oder neu bauen. Jede neue Variante löst Konstruktion und Fertigung aus – mit Lead Times von Wochen, bevor das erste Teil gemessen werden kann.
• Rüsten und Handling: Vorrichtung suchen, holen, aufspannen, ausrichten – Minuten bis Stunden je Variantenwechsel, mehrfach täglich, gebunden an erfahrenes Personal.
• Die Automatisierungsbremse: Wer die Messung automatisieren will, muss hunderte Vorrichtungen robotertauglich lagern, identifizieren und bereitstellen. An dieser Vorrichtungslogistik scheitern automatisierte Messzellen im High-Mix häufiger als an der Messtechnik selbst.

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Der entscheidende Punkt: In der manuellen Messtechnik wirken Vorrichtungen fast kostenlos – der Messtechniker holt die passende Aufnahme aus dem Regal, und die Kosten verschwinden in Gemeinkosten und Durchlaufzeit. Vollständig sichtbar werden sie erst, wenn automatisiert werden soll. Dann steht die Vorrichtungslandschaft plötzlich zwischen dem Unternehmen und seiner Messzelle.

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Lösung: Die Messaufnahme wird programmierbar – MATRIX FLEXSTATION

Die MATRIX FLEXSTATION ersetzt die Vorrichtungslandschaft durch eine CAD-gesteuerte Pin-Plattform: Aus den 3D-Daten des Bauteils (STEP, IGES, STL) berechnet die Software ein Stütz-Layout, die Pins fahren automatisch in Position und werden verriegelt. Beim ersten Teil dauert das rund 15 Minuten – danach ist das Layout als Rezept gespeichert und in unter fünf Minuten werkzeuglos abrufbar. Auf palettierten Systemen lassen sich beide Orientierungen mit einem einzigen Wenden messen.

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Video: Koordinatenmessmaschine misst das Werkstück auf einer FLEXSTATION-Palette – Referenzierung und Messablauf

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Wiederholgenauigkeit: die Zahlen aus der Praxis

• Positionierung: Die Palette positioniert das Bauteil auf ±0,1 mm – mehr braucht die Messmaschine nicht. Sie tastet sechs Referenzpunkte an, richtet das Bauteilkoordinatensystem aus und misst von dort aus alle Merkmale.
• Wiederholpräzision: Derselbe Durchmesser, fünfmal in Folge gemessen, die Aufnahme dazwischen jeweils komplett neu eingerichtet – die Ergebnisse liegen in einem Band von rund fünf Mikrometern.
• Bauteilschonung: Eigenstabile Frästeile liegen ohne Sonderabstützung prozesssicher – die Pins bilden die reale Kontur ab und verteilen die Auflagekräfte flächig.

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Die programmierbare Aufnahme ist damit kein Kompromiss gegenüber der gefrästen Vorrichtung. In der Praxis ist sie reproduzierbarer – weil manuelles Ausrichten, Unterlegen und Nachjustieren entfallen.

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Vom Messraum in die Linie: automatisiertes Messen wird planbar

Ohne Vorrichtungslogistik lässt sich die Messung in den Teilefluss integrieren: Das Teil kommt aus der Bearbeitung, wird aufgelegt, die Messmaschine referenziert und misst. Beim Aerospace-Anwender aus dem folgenden Beispiel dauert der Weg vom Rohmaterial bis zum fertig gemessenen Teil heute rund eine Stunde – vorher vergingen bis zum Messergebnis mehrere Tage. 20 bis 30 Teile laufen so pro Tag durch eine Linie, im Takt der Fertigung statt gesammelt im Messraum.

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Praxisbeispiel: 200 Teile, 400 Messvorrichtungen – ersetzt durch vier Paletten

Ein Luftfahrtunternehmen prüft Hydraulikkomponenten zu 100 % in mehreren Orientierungen. Die Ausgangslage: rund 200 aktive Teile und 400 dedizierte Messvorrichtungen zu je 6.000–7.000 € – ein Vorrichtungsbestand von 2,4–2,8 Mio. €, verwaltet in einem eigenen Hochregallager.

Mit der Umstellung ersetzten zunächst vier FLEXSTATION-Paletten den kompletten Bestand: Die Layouts sind je Teil gespeichert, beide Seiten werden mit einem Wenden gemessen, der Wechsel dauert unter fünf Minuten – werkzeuglos. Heute sind zehn Paletten im Einsatz, weitere sind bestellt. Denn die Produktion am Standort soll sich in den kommenden Jahren verdreifachen – und das ist erst die erste Halle.

Die Effekte: rund 70 % geringere Vorrichtungskosten, das Vorrichtungslager vollständig aufgelöst, Durchlaufzeit pro Teil von mehreren Tagen auf etwa eine Stunde. In seiner internen Hochrechnung beziffert der Kunde die Einsparungen über die kommenden Jahre auf einen mittleren zweistelligen Millionenbetrag. Bemerkenswert ist auch die Geschwindigkeit: Von der ersten Anfrage bis zum Serieneinsatz verging rund ein Jahr.

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Beispielrechnung: Was der Wegfall der Vorrichtungslandschaft wert ist

Die Größenordnung lässt sich konservativ nachvollziehen. Die Annahmen: 200 aktive Präzisionsteile, 100-%-Prüfung in zwei Orientierungen, etwa 20 neue oder geänderte Varianten pro Jahr.

• Vorrichtungsbestand: 400 Messvorrichtungen × 6.000–10.000 € (inkl. Konstruktion, Fertigung, Erprobung): 2,4–4,0 Mio. € gebundenes Kapital
• Laufende Variantenkosten: ca. 20 neue oder geänderte Teile pro Jahr × 2 Orientierungen: 240.000–400.000 € jährlich – jede Änderung mit Wochen Vorlauf
• Lager und Verwaltung: Regalsystem, Kennzeichnung, Bestandspflege: einmalig 200.000–500.000 €, dazu dauerhaft gebundene Produktionsfläche
• Rüsten und Handling: Suchen, Aufspannen, Ausrichten – Minuten bis Stunden je Variantenwechsel, mehrfach täglich, über das Jahr ein fünfstelliger Betrag an gebundener Personal- und Maschinenzeit
• Automatisierung: Ohne Vorrichtungslogistik wird die automatisierte Messzelle überhaupt erst realisierbar – der größte einzelne Hebel, weil er Durchsatz und Personalengpass gleichzeitig adressiert

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→ Schon der Vorrichtungsbestand allein übersteigt die Investition um ein Vielfaches: Eine FLEXSTATION-Einstiegskonfiguration mit ein bis zwei Paletten liegt bei rund 200.000 €. Über mehrere Jahre, Linien und Standorte gerechnet entsteht die Größenordnung, die der Anwender intern kalkuliert – ein zweistelliger Millionenbetrag.

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Hinweis: Die Werte sind konservative Richtwerte für ein Portfolio von 200 Teilen. Bei größerem Teilespektrum, mehr Orientierungen je Teil oder mehreren Messzellen skaliert der Effekt entsprechend.

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Für welche Bauteile das funktioniert

Am größten ist der Hebel bei eigenstabilen, hochwertigen Präzisionsbauteilen in hoher Variantenvielfalt:

• Hydraulikblöcke, Ventilgehäuse und Verteiler – aus dem Vollen gefräst, formstabil, eng toleriert
• Aktuatoren und Stellantriebe – hydraulisch wie elektromechanisch (Servoantriebe), viele Baugrößen und Varianten
• Getriebe-, Fahrwerks- und Steuerungskomponenten in kleinen Losgrößen

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Die Faustregel: hoher Einzelteilwert, enge Toleranzen, 100-%-Prüfung und ein Teilespektrum, das laufend wächst. Für einfache Massenteile im einstelligen Eurobereich ist eine programmierbare Präzisionsaufnahme dagegen nicht das richtige Werkzeug – dort fehlt der wirtschaftliche Hebel.

Wie dieselbe Plattform Turbinenschaufeln im Messprozess aufnimmt – und wie ein adaptiver FlexCLAMP-Greifer sie beidseitig unter dem Laser beschriftet –, haben wir in zwei separaten Beiträgen beschrieben. (Artikel 1 & Artikel 2)

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Fazit: Nicht die Messmaschine limitiert, sondern die Vorrichtung

Koordinatenmessmaschinen sind über die letzten Jahre immer schneller und genauer geworden. Die Vorrichtungstechnik davor ist es vielerorts nicht. Im Low-Volume-High-Mix der Luftfahrtfertigung entscheidet deshalb die Messaufnahme über Wirtschaftlichkeit und Automatisierbarkeit der Qualitätssicherung. Eine programmierbare Aufnahme macht aus hunderten gefrästen Vorrichtungen abrufbare Rezepte, löst das Vorrichtungslager auf, positioniert wiederholgenau – und macht die automatisierte Messzelle planbar, die mit klassischer Vorrichtungslogistik unerreichbar bleibt.

Für Luftfahrtzulieferer heißt das: Hydraulikkomponenten, Aktuatoren und Stellantriebe, heutige und künftige Varianten – eine Plattform, ein Prozess, messbare Einsparungen.

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Ihre Bauteile, unsere Aufnahme

Wenn Sie Präzisionsbauteile in hoher Variantenvielfalt messen – ob Hydraulikblock, Aktuator oder Stellantrieb – sprechen Sie uns an. Anhand Ihrer CAD-Daten oder Musterbauteile zeigen wir in der Regel innerhalb weniger Tage, wie eine FLEXSTATION-Aufnahme für Ihr Teilespektrum aussieht – inklusive Nachweis der Wiederholgenauigkeit auf Ihrer Messmaschine.

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