Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) will mit einem neuartigen Teleskop das heiße und energetische Universum erforschen. Das Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics (Athena) verfügt dafür über speziell entwickelte wissenschaftliche Instrumente, die ortsaufgelöste Röntgenspektroskopie sowie großflächige und energieaufgelöste Röntgenaufnahmen ermöglichen.
Spezielle Silizium-Poren-Optiken lenken die Röntgenstrahlen auf die 12 Meter entfernten Instrumente. Getragen werden die Optiken von einer hochpräzisen Optischen Bank. Das Bauteil mit einem Durchmesser von ca. 2700 mm und einer Höhe von 250 mm ist eines von drei Hauptbestandteilen des Teleskops und Forschungsgegenstand eines gemeinsamen Projekts von ESA und Airbus Defence and Space.
Koordiniert von ESA und Airbus Defence and Space haben die Projektpartner CONCAD, Fraunhofer IWU, Lach Diamant, Novelis, starrag Droop+Rein, SIEMENS und Pokolm von Oktober 2020 bis September 2022 das Athena-Projekt bearbeitet. Neben zentralen Forschungsfragen zur Fräsprozessentwicklung und dem Eigenspannungszustand des Ausgangswerkstoffs spielte auch die ganzheitliche Digitalisierung eine wichtige Rolle. Ziel war es, während der Bearbeitung der Werkstoffe aus den präzise dokumentierten Ergebnissen zu lernen und das Gelernte unmittelbar und iterativ wieder in die Bearbeitung einfließen zu lassen.
Für die Optische Bank waren tiefe Taschen in Aluminium zu fräsen. Zu beachten waren Genauigkeit und Materialverzug. Zudem wurde besondere Aufmerksamkeit auf die Oberflächengüte des hochpräzisen Großbauteils gelegt. Die Experten aus dem TechCenter von Pokolm setzten für die Versuchsreihen den universeller Eck- und Nutfräser Slotworx® ein. Slotworx® Fräser der Baureihe M sind mit einem umfangreichen Schneidplatten-Sortiment multifunktional. Bei den langen Auskragungen sorgte das Duoplug® Anschlusssystem für höchste Rundlaufgenauigkeiten und maximale Steifigkeit.
Der iterative Ansatz in diesem Projekt ermöglicht hochpräzise Großbauteile trotz toleranzkritischer Eigenspannungen im Ausgangsmaterial. Außerdem ermöglicht der digitale Fertigungsansatz eine auf Anhieb fehlerfreie Produktion bei gleichzeitiger Senkung von Kosten und Durchlaufzeit. Mit der datenbasierten Qualitätsüberwachung erschließt das Projekt zudem eine neue Dimension der Qualitätsüberwachung. Die Projektergebnisse sind auch in andere Branchen transferierbar, in denen Großbauteile eine Präzision von wenigen Mikrometern aufweisen müssen.
Am Ende des hoch anspruchsvollen und zeitkritischen Projektes haben sich alle Projektpartner auch über die professionelle Teamarbeit gefreut.