Drei israelische Metallfirmen vereinen sich für den Einstieg in die Verbundstofffertigung für die Luftfahrt

Wenn FBM Composite Materials Ltd. (Kiryat Gat, Israel) ein Indikator ist, lieben israelische Unternehmen Herausforderungen. Trotz keiner Verbundstofferfahrung zwischen ihnen einigten sich drei Firmen 2006 darauf, ein neues Subunternehmens-Entity zu gründen, das Verbundstoffteile für Israel Aerospace Industries (IAI, Lod, Israel) produzieren würde. Was ihnen an Erfahrung fehlte, machten sie mit Unternehmergeist wett: Der Flugzeugteile- und Ausrüstungsanbieter Fedco Israel Ltd. (Emek Hefer, Israel), der Blechform-Spezialist Baz Airborne Components & Assemblies (Bar-Lev Industrial Park, Misgav, Israel) und ein drittes Unternehmen, MLR Technology Ltd. (Rishon LeZion, Israel), schlossen sich zusammen, um FBM zu schaffen.

„IAI suchte einen ‚verlängerten Arm‘-Partner für die Herstellung kleiner und mittlerer Strukturbauteile für The Boeing Co.s [Chicago, IL, USA] 787-Flugzeug, daher fusionierten die drei Unternehmen“, sagt FBMs VP Marketing und Business Development und stellvertretender CEO Nissim Poliker. „Ich bin stolz, der erste Mitarbeiter zu sein, Ausweis Nr. 1.“ Zwölf Jahre später ist FBM ein vollständig zertifizierter und qualifizierter Tier-2-Subunternehmer mit 140 Mitarbeitern, angesiedelt in einem großen Businesspark, der von Technologieriese Intel verankert wird, südöstlich von Tel Aviv. FBM ist derzeit der alleinige Lieferant der Kohlenstofffaser-Verbundstoff-Türumrandungen des 787-9 und vieles mehr.

Agilität, von Grund auf

Poliker und Beni Manes, ehemals bei IAI, der letztes Jahr als CEO zu FBM stieß, geben CW eine Unternehmensgeschichte in einem oberen Konferenzraum in FBMs Hauptbüro, gelegen im größeren von FBMs zwei Gebäuden. „Die ersten Werkzeuge für den 787 wurden von FBM gebaut!“, beginnt Poliker kühn. „Wir bauten 805 Werkzeuge für die Türumrandungsteile in sechs Monaten, sowohl intern als auch mit einem Subunternehmer, für das Flugzeug.“ Er erklärt, dass er und eine Handvoll Mitarbeiter einen Großteil der frühen Arbeit leisteten, Testteile fertigten und den Verbundstoffteil-Produktionsprozess etablierten.

2007 unternahm FBM Schritte, um unabhängiger von IAI zu werden, indem es mit anderen OEMs Verträge abschloss, aber 787-Aufträge gingen zurück, als die Auswirkungen der US-Great-Recession weltweit um sich griffen, und bis 2009 waren nur noch 12 Mitarbeiter übrig. Doch mit der Zeit nahm die Boeing-Arbeit wieder auf, und am 31. Juli 2011 kamen Boeing-Vertreter zu FBM, um das Unternehmen zu qualifizieren. Nur vier Monate später bestand FBM die letzte von Boeings strengen Anforderungen und wurde am 29. April 2012 offiziell als Boeing Qualified Supplier gelistet.

Kürzlich hat sich FBMs Kundenliste erweitert, was Manes und Poliker auf sein gutes Qualitätsmanagementsystem, schnelle Entwicklungszyklen und Agilität zurückführen, die sich auch in der Fähigkeit zur schnellen Werkzeugherstellung zeigt. Der Fokus liegt auf komplexen, hochwertigen Verbundstoffteilen: „Wir wollen in der Nische hochwertiger Verbundstoffteile sein, die herausfordernd oder kompliziert sind, was unseren Fähigkeiten entspricht.“

Diese Anstrengung war erfolgreich: FBM ist nun qualifizierter Lieferant für eine bemerkenswerte Liste von Luftfahrtunternehmen, darunter Spirit AeroSystems (Wichita, KS, USA), Triumph (Hinkley, UK), TASL (eine Division von Tata, Hyderabad, Indien), Gulfstream (Savannah, GA, USA), RUAG (Bern, Schweiz) und Leonardo (Rom, Italien). Poliker fügt hinzu, dass FBMs Stärke darin liegt, fremde Kopfschmerzen zu heilen. FBM erzeugt sie nicht, es kuriert sie. „Es geht alles um Menschen, ihnen Service zu geben, in Kontakt zu bleiben“, fügt er hinzu und betont: „Das Flugzeug muss pünktlich ausgeliefert werden.“

Manes nennt beispielsweise den Fall von Eviation Aircraft (Kadima-Tzoran, Israel), einem schnell wachsenden Startup, das an der Entwicklung eines Elektro-Business-Jet-Konzepts arbeitet. Eviation kam im Januar 2017 mit einem kleineren Drohnenkonzept, der Orca, und einem generellen Design zu FBM. FBM konnte Werkzeuge bauen, Rumpf und Flügel designen, die restlichen Orca-Formen entwickeln und alle Teile in Kohlenstoff/Epoxid-Prepreg fertigen, um das Flugzeug rechtzeitig zur Paris Air Show, sechs Monate später, zu realisieren.

Sagt Poliker: „Für dieses Projekt wollten wir out-of-the-box denken. Sie brauchten hohe Leistung wegen des Elektroantriebs, also wollten wir wirklich einen neuen Weg entwickeln, um einen robusten Fertigungsprozess zu schaffen.“ Seitdem hat Eviations elektrischer Alice Business Jet erhebliches Medienaufsehen erregt, und FBM könnte an zukünftigen Bauprojekten beteiligt sein.

Ein weiteres interessantes Projekt war die Fertigung von Hochgeschwindigkeits-Laufradschaufeln für IDE Technologies (Kadima, Hasharon Industrial Park, Israel), ein globales Unternehmen in Entsalzung und Wasseraufbereitung und anderen Wasserprojekten. FBM übernahm sowohl Design als auch Fertigung. „Wenige andere hätten dieses Teil herstellen können, und mehrere andere Firmen versuchten es“, sagt Poliker. „Wir nutzen keinen normalen Prozess, um diese zu laminieren und die interne Struktur zu schaffen, aber sie werden autoklaviert.“ Und er fügt hinzu: „Das Design war schwierig.“ Der Laufrad hat einen Durchmesser von 2,5 m, dreht sich mit 3.600 U/min, mit Mach-1-Spitzengeschwindigkeit. Die Schaufeln sind komplex geformt mit verjüngter Dicke, gefertigt aus Hybridmaterialien (Kohlenstoff und Glas mit Epoxid) und einer internen Versteifungsrippe; 70 Schaufeln bilden den Laufrad, auf einem Titan-Nabe montiert.

Nach genauerer Betrachtung der Wasser-Laufradschaufeln schließt Poliker: „Schau, die Projektanforderungen sind klar, die Spezifikationen sind klar, aber es gibt viele Wege, diese Materialien zu verarbeiten, um das Ziel zu erreichen, innerhalb unserer Qualitätskultur.“

Organisches Wachstum

Poliker beginnt die FBM-Tour im Gebäude, das FBM „Rohteil-Fertigungsstandort“ nennt, gegenüber dem Hauptbüro. CW wird zuerst in einen Reinraum geführt, wo Arbeiter diverse Teile laminieren. An diesem Tag liegt an mehreren Stationen, jede mit einem computergestützten Laminier-Assistenz-Bildschirm, der Fokus auf Teilen für den Boeing 787. Einfach verständliche Touchscreens zeigen deutlich die Laminierwinkel für jede Lage und wie sie auf jedem Werkzeug positioniert werden sollen. Eine „Guillotine“-Maschine von Century Design (San Diego, CA, USA) mit einem 2-m-Drehteller und Messer in der Mitte ermöglicht schnelles Schneiden von angewinkelten Lagen aus dem Kohlenstoff/Epoxid-Prepreg. Werkzeuge für die 787-Türumrandungen sind geformte Stahl-Dorne, typischerweise länger als breit, von wenigen Zentimetern bis ca. 2 m Länge, verwendet zur Herstellung von hunderten Spanten, Halterungen und Clips. Ein automatisierter Flachbettschneidetisch von Assyst-Bullmer Inc. (Wakefield, UK) wird von den Laminiertechnikern genutzt, um bis zu 50 gestapelte Lagen in einem Vorgang zu schneiden.

Der Reinraum wird von einer Heißdrappiermaschine (HDF) dominiert. Hergestellt von ElectroTherm Industry (Migdal HaEmek, Israel), ist die stationäre Maschine (das Unternehmen baut auch mobile Versionen auf Wagen) ein maßgeschneidertes Vakuumformsystem, ausgestattet mit Infrarot-Heizelementen und einer Silikonkautschukmembran, um die Verbundstofflaminate auf den Werkzeugen vor dem Härten zu erhitzen und zu konsolidieren. Die HDF kann bis zu 50 gestapelte Lagen formen, sagt Poliker, ohne Zwischendebulking-Schritte: „Wir wollten Prozesskomplexität eliminieren, also formen wir die Laminate in einem Schuss.“ Nachdem das Prepreg in der HDF erhitzt und konsolidiert wurde, wird ein Caul über das gesamte Laminat gelegt, bevor beutelt wird. Hergestellt aus einem Kohlenstofffaser-Verbundstoff, weist der Caul eine raue Oberflächenbeschaffenheit auf. Poliker verrät keine Details des proprietären Materials, sagt aber, es halte die 177 °C Autoklavhärtungstemperaturen stand: „Es simuliert ein passendes Gegenwerkzeug.“ Er fügt hinzu, dass die Dornwerkzeuge bei Bedarf intern überarbeitet werden. Beutelmaterial und Verbrauchsmaterialien werden von Airtech International (Huntington Beach, CA, USA) geliefert.

Angesichts einer 787-Produktionsrate, die zwischen 12 und 14 Sätzen pro Monat variiert, sucht FBM nach jeder Zeiteinsparung zur Effizienzsteigerung. Auf die Frage, ob das Unternehmen digitale Produktionsmethoden einsetze, sagt Poliker: „Wir sind nicht papierlos, aber wir arbeiten mit weniger Papier“, und deutet auf die Computerbildschirme an den Laminierstationen als ein Beispiel. Er fügt hinzu, dass Plataines (Tel Aviv, Israel und Waltham, MA, USA) Materialverfolgungssystem auf FBMs Technologie-Erwerbsagenda steht und FBM als Demonstrator der Technologie für andere israelische Firmen fungieren wird.

Wenn Teile zur Härtung bereit sind, werden sie in einen von drei Autoklaven im Gebäude geladen. Zwei wurden von Scholz Autoclaves (Coesfeld, Deutschland) geliefert, mit Abmessungen von 2,6 m mal 7 m. Das kleinste Gefäß, geliefert von Terruzzi Fercalx Group (Spirano, Italien), befindet sich im ursprünglichen Gebäudefußabdruck; Poliker erklärt, dass FBM seit der Gründung 2006 das erste Gebäude in drei Phasen erheblich erweitert hat: „Das sekundäre Gebäude, dem Verbundstoff gewidmet, war 250 m² als wir starteten, und heute ist das Gebäude 2.500 m². Wir hatten immer einen Expansionsplan.“ Was der ursprüngliche, kleine Reinraum und Laminierbereich war, ist jetzt das Materialprüflabor.

Poliker führt zurück über die ruhige Businesspark-Straße zum Hauptgebäude und in den Teiltrimm- und Bearbeitungsbereich im Erdgeschoss. Zwei CNC-Bearbeitungszentren, eines von Haas (Oxnard, CA, USA) und das andere, eine 4-m-5-Achsen-Maschine von Breton SpA (Castello di Godego, Italien), führen Trimmen und Bohren der diversen Teile durch. Darunter sind 787-Türumrandungskomponenten. Teileinspektion und -scanning erfolgen in einem angrenzenden Raum. Poliker sagt, das dort verwendete C-Scan-Verfahren sei FBMs eigene Technologie: „Wir sind sehr vorsichtig bei der Inspektion“, betont er, „wir wollen nichts von schlechten Teilen hören.“

Insgesamt 180 Teile bilden einen Satz für die 787-Türumrandungen, mit 160 einzigartigen Teilen. Jedes davon wird nach der Bearbeitung kantenversiegelt für Haltbarkeit. Haltend eines der fertigen Türumrandungsteile in der Hand, weist Poliker darauf hin, dass der Kantenversiegelungsprozess dem Teil auch eine glatte Oberfläche verleiht. „Verbundstoffteile sollten schön sein, ein gutes Erscheinungsbild haben“, beharrt er. „Unser Name steht darauf, also machen wir sie schön.“

FBM verkörpert zweifellos den israelischen Geist, Herausforderungen zu überwinden und Probleme zu lösen, und Poliker fügt hinzu: „Wir wollten immer ein Luftfahrtlieferant sein, und wir haben dieses Ziel in kurzer Zeit von 12 Jahren erreicht.“ Darauf bedacht, seinen Namen stolz auf viele weitere Verbundstoffteile zu setzen, ist dieses kopfschmerzheilende Unternehmen definitiv auf Wachstumskurs.