Motorsport Engineering

Poleposition im Werk: Fertigung in der Formel 1

| Autor / Redakteur: Marco Casile / Lisa Marie Waschbusch

Um mit der Weltspitze mitzuhalten, wird bei Sauber Motorsport jede Komponente laufend optimiert.
Um mit der Weltspitze mitzuhalten, wird bei Sauber Motorsport jede Komponente laufend optimiert. (Bild: Sauber Motorsport)

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Gewicht reduzieren, Stabilität maximieren, Abläufe beschleunigen: Diese „Quadratur des Kreises“ ist für Sauber Motorsport alltäglich. Dabei setzt der Schweizer Rennstall auf Fertigungsanwendungen von Walter Meier.

Neben den mächtigen Konzernen, welche die Formel 1 beherrschen, gehört die Sauber Motorsport AG zu den wenigen Privat-Teams, die sich dauerhaft in der Königsklasse behaupten. Umso größer sind die Herausforderungen in der Fertigung von Fahrzeugteilen: Die Extrembelastung auf der Rennstrecke verlangt nach hochpräziser Verarbeitung mit minimaler Toleranz bei Abmessungen, Wandstärken und Oberflächen. Doch im Kampf um Zehntelsekunden muss jede Komponente auch so leicht wie möglich sein. Komplexe Geometrien und Spezialwerkstoffe sind die Regel, nicht die Ausnahme. Hinzu kommen immer strengere FIA-Vorschriften für die Konstruktion und Sicherheit der Fahrzeuge.

Knappe Zeitfenster für Prototypen- und Teilefertigung

Die mechanische Fertigung im Sauber-Werk in Hinwil arbeitet das ganze Jahr unter Hochdruck. Nicht nur sind die auf kurze Einsatzzeiten ausgelegten Teile zu ersetzen: Zu jedem Rennen steht ein modifiziertes Fahrzeug am Start. Jedes Teil wird zudem laufend verbessert. Und als ob das nicht genug wäre, läuft parallel die Fahrzeugentwicklung für die nächste Saison. Entsprechend knapp sind die Zeitfenster für die Prototypen- und Teilefertigung, zusätzlich erschwert durch die logistischen Tücken des globalen Rennkalenders. Um all dies zu meistern, müssen sich die Ingenieure auf beste Fertigungslösungen verlassen können. Seit 20 Jahren arbeitet die Sauber Motorsport AG in diesem Bereich eng mit Walter Meier zusammen. Mit dem Ziel, das bereits hohe Leistungsniveau weiter zu steigern, wurde im Oktober 2017 eine neue Generation von CNC-Maschinen in Betrieb genommen. Auf ihnen werden kritische Teile aus Titan, Aluminium und Verbundstoffen gefertigt, zum Beispiel Radträger, Motoraufhängungen oder Flügelendstücke.

Schwergewichte mit Feingefühl

Das Pflichtenheft des Sauber-Werks – tiefe Stückzahlen, hoher Termindruck, grosse Teilevielfalt – wird durch zwei 5-Achs-Bearbeitungszentren Litz LU-800 mit Heidenhain-Steuerung und Torquemotoren-Direktantrieb auf effizienteste Art erfüllt. Sie überzeugen durch ein universelles Einsatzspektrum sowie durch Spitzenwerte bei Präzision und Stabilität. Letzteres ist in der Formel 1 entscheidend. Je präziser und stabiler die Komponenten, desto größer der Spielraum der Konstrukteure, das Gewicht zu reduzieren. Ein Schlüsselfaktor für die überragende Genauigkeit und Laufruhe ist die Robustheit der Litz LU-800, die rund vier Mal schwerer als die bisherigen Maschinen ist. Ebenso wichtig ist die perfekte Abstimmung von Maschinen, Werkzeugen und Zubehör.

Auf dieses „Teamwork“ der Fertigungslösung haben die Sauber Motorsport AG und Walter Meier in der Planung besonderen Wert gelegt. Jedes Glied im Fertigungsprozess wurde kritisch durchleuchtet und in vielen Fällen durch individuelle Lösungen verstärkt. So wurden etwa die AMF-Spannmittel und das Nullpunkt-System eigens für die Sauber-Produktion entwickelt. Auch das 70-Bar-Kühlmittelsystem und die Späneförderung sind Maßanfertigungen. Alternativ wurde ein Trockenverfahren mit Späneabsaugung geprüft, doch die Vorteile der Nassbearbeitung überwiegen den Zeitvorteil, der sich durch den Wegfall der Trocknung ergäbe. Auch bei den Werkzeugen geht die Lösung weit über den Standard hinaus. Ein Schnellwechselsystem verkürzt die Umrüstzeit um bis zu 70 Prozent und hält für das aktive Werkzeug jederzeit einen Ersatz bereit. Eine Besonderheit ist auch die von Walter Meier entwickelte Laserüberwachung, die den Werkzeugverschleiß in Echtzeit misst und Brüche sofort erkennt.

Litz LU-800

Vorsprung durch Flexibilität

Dank dem Know-how von Walter Meier und der eingespielten Kooperation mit der Sauber Motorsport AG ging der technologische Generationenwechsel reibungslos über die Bühne. Die neuen Maschinen wurden termingerecht in nur einem Tag installiert, und auch das Einfahren verlief nach Plan. In der mechanischen Fertigung startet das Sauber-Team aus einer sehr guten Ausgangslage in die Rennsaison 2018. Die neue Infrastruktur erzielt ein neues Qualitätsniveau in Bezug auf Geometrie, Genauigkeit und Gewicht der Fahrzeugteile, aber auch einen Zeitgewinn: Leistungsfähigere Maschinen, Werkzeuge und Messsysteme reduzieren Fertigungszeiten und Überwachungsbedarf. Selbst große und komplexe Bauteile können über Nacht hergestellt werden, was den Entwicklern in Hinwil die eine oder andere Spätschicht erspart.

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