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FOGS in Lindenberg – Titan und hochfeste Stähle im Prozessvergleich

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FOGS in Lindenberg – Titan und hochfeste Stähle im Prozessvergleich

Einleitung

Dieser aiMOOC richtet sich an Auszubildende zur bzw. zum Zerspanungsmechaniker im 2. und 3. Ausbildungsjahr. Du vergleichst an vorgegebenen Werkstoff- und Werkzeugdaten die Spanbildung, Wärme, den Werkzeugverschleiß und mögliche Oberflächenrisiken bei Titan und hochfesten Stählen. Danach leitest Du eine begründete Auswahlstrategie ab.

Der betriebliche Bezug ist die Fertigung von Flugfahrwerkskomponenten bei Liebherr-Aerospace in Lindenberg im Allgäu und der dort dokumentierte Einsatz von Droop+Rein FOGS. Der Quellenstand des Maschinenbezugs ist auf das Magazin 02/2025 begrenzt. Die Droop+Rein FOGS M40 ist dabei ausdrücklich als erste in Lindenberg belegte Maschine zu behandeln; die Quelle nennt bis 2014 vier FOGS-Maschinen im internen Fertigungsverbund. Neun weitere Maschinen befanden sich bei externen Partnern und zählen nicht zum internen Liebherr-Bestand. Es wird keine aktuelle Maschinenliste und kein freigegebener NC-Parameterdatensatz behauptet.

Sicherheits- und Geltungshinweis: Alle Rechenbeispiele mit Schnittwerten sind synthetische Lehrmodelle und keine Betriebsfreigaben. Reale Maschinenarbeit erfolgt ausschließlich nach betrieblicher Unterweisung, gültigen Betriebsanweisungen und qualifizierter Anleitung. Dieser aiMOOC ist ergänzendes Lernen, kein offizieller Liebherr-Lehrgang und kein Ersatz für Betriebsanweisungen, Werkzeugkataloge, Werkstoffzeugnisse oder freigegebene NC-Programme.

Fachkapitel 1: Vom Bauteil zur Prozessanforderung

1.1 Warum Fahrwerkskomponenten besondere Anforderungen stellen

Flugzeugfahrwerke gehören zu den stark belasteten Bauteilen eines Flugzeugs. Die Primärquelle beschreibt für die Fertigung komplexe Außenkonturen, eng tolerierte Mehrfachbohrungen, Wärmebehandlung und einen Zerspanungsanteil von über 80 %. Die Quelle nennt bis zu 40 Arbeitsschritte. Bei abstehenden Bearbeitungsfeatures kann eine reine Drehbearbeitung unzweckmäßig werden, sodass Fräsen erforderlich ist. Ein Ziel ist dabei, möglichst viel Geometrie in einer Aufspannung präzise zu bearbeiten.

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Datei CNC milling machine.jpg, eigene Aufnahme von Impressionmanufacturer, CC BY-SA 4.0. Die Datei wird hier als allgemeine Veranschaulichung einer CNC-Fräsbearbeitung eingesetzt, nicht als Abbildung einer FOGS-Maschine.

1.2 Maschinenbezug: Was ist nachgewiesen?

Die Primärquelle berichtet, dass 2004 die Entscheidung für die erste Droop+Rein FOGS M40 in Lindenberg fiel. Als wichtige Gründe werden Stabilität, Präzision, Flexibilität und die Eignung für komplexe Konturen und Bohrungen in einer Aufspannung genannt. Zwischen 2004 und 2014 entstand laut Quelle ein Fertigungsverbund mit vier Droop+Rein-FOGS-Maschinen in Lindenberg. Genannt werden außerdem robotergestütztes Werkzeughandling, Lasermesssysteme und Werkzeugmagazine mit bis zu 250 Werkzeugen.

Für diesen aiMOOC gilt deshalb das folgende Nachweismodell:

Aussage	Status im Kurs
Erste Droop+Rein FOGS M40 in Lindenberg im Jahr 2004	durch die Primärquelle belegt
Vier FOGS-Maschinen in Lindenberg bis 2014	durch die Primärquelle belegt
Neun weitere Maschinen bei Partnern	durch die Primärquelle belegt
Exakte aktuelle Maschinenliste 2025/2026	nicht behauptet
Freigegebene NC-Programme und aktuelle Schnittdaten	nicht angegeben
Exakte Werkzeugnummern der Fertigung	nicht angegeben
Lehrmodell-Schnittwerte in diesem Kurs	synthetisch

1.3 Lehrmodell: Prozesskette

Ein nützliches Denkmodell ist:

Bauteil	Werkstoff	Bearbeitungsmerkmal	Werkzeug	Belastung	Ergebnis
z. B. Gehäuse	Titan oder hochfester Stahl	Außenkontur / Bohrung / Tasche	Fräser oder Bohrer	Kraft + Temperatur + Verschleiß	Maß + Oberfläche + Prozesssicherheit

Damit wird deutlich: Nicht der Werkstoff allein entscheidet. Geometrie, Aufspannung, Werkzeug, Kühlschmierstrategie, Bearbeitungsweg, Steifigkeit und Prüfstrategie wirken zusammen.

1.4 Typische Fehler im Denken

Fehler 1: „Titan ist weich, deshalb ist es leicht zu bearbeiten.“ Die Härte allein beschreibt die Zerspanbarkeit nicht ausreichend. Wärmeabfuhr, Wärmeleitung, chemische Wechselwirkungen und die lokale Belastung der Schneide spielen ebenfalls eine Rolle.

Fehler 2: „Ein höherer Schnittwert macht den Prozess immer produktiver.“ Produktivität kann steigen, aber gleichzeitig können Temperatur, Werkzeugverschleiß, Schwingungen und Oberflächenrisiken zunehmen.

Fehler 3: „Eine Tabellenempfehlung ist eine Maschinenfreigabe.“ Das ist falsch. Tabellenwerte müssen zum konkreten Werkzeug, Werkstoffzustand, Halter, Kühlsystem, Maschine und betrieblichen Freigabestatus passen.

Fachkapitel 2: Titan und hochfeste Stähle im Prozessvergleich

2.1 Titan als Zerspanwerkstoff

Titan und Titanlegierungen sind wegen ihrer Kombination aus hoher spezifischer Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit technisch interessant. Für die Zerspanung ist besonders wichtig, dass Titan die entstehende Wärme vergleichsweise schlecht über das Werkstück ableiten kann. Ein größerer Teil der thermischen Belastung bleibt deshalb im Bereich von Schneide und Span.

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Datei Металлографическая микроструктура титана.jpg, Autor Surface engineering, CC BY-SA 4.0. Die Aufnahme zeigt eine metallografische Titan-Mikrostruktur. Sie ist keine Darstellung des konkreten Luftfahrtwerkstoffs aus dem Betrieb.

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Datei TiAl Lammelar.jpg, Autor Lne, CC0. Dargestellt ist die Mikrostruktur einer Titan-Aluminium-Legierung.

2.2 Hochfeste Stähle

Hochfeste Stähle können hohe Festigkeit und hohe Belastbarkeit mit unterschiedlichen Gefügestrukturen verbinden. Für die Zerspanung sind unter anderem Härte, Zähigkeit, Gefüge, Wärmebehandlung und gegebenenfalls abrasiv wirkende Bestandteile entscheidend.

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Datei Technical steel.jpg, Autor Perlit86, CC BY 4.0.

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Datei Dual Phase Steel.jpg, Autor Anajmul, CC BY-SA 4.0. Die Aufnahme ist eine Darstellung einer zweiphasigen Stahlstruktur; sie steht stellvertretend für den Einfluss des Gefüges auf Werkstoffeigenschaften und beschreibt keinen konkreten Lindenberger Werkstoff.

2.3 Vergleich der wesentlichen Zerspanungsrisiken

Merkmal	Titan	Hochfester Stahl
Wärmeabfuhr aus der Schnittzone	eher ungünstig	werkstoff- und zustandsabhängig
Thermische Schneidenbelastung	häufig hoch	häufig hoch, abhängig von Härte und Schnittbedingungen
Chemische Wechselwirkung Werkzeug/Werkstoff	relevant	meist geringer als bei Titan, aber abhängig von Werkstoff und Werkzeug
Verschleißrisiko	hohe Aufmerksamkeit erforderlich	stark abhängig von Härte, Gefüge und Werkzeug
Schwingungsrisiko	abhängig von Steifigkeit und Eingriff	abhängig von Steifigkeit und Eingriff
Oberflächenrisiko	Wärmeeintrag, Aufbaueffekte oder Kantenbelastung können relevant sein	Grat, thermische Einflüsse, Kantenbelastung oder Schwingmarken können relevant sein

2.4 Spanbildung verständlich erklärt

Beim Fräsen schneidet die Schneide nicht einfach „Material heraus“. Vor der Schneide wird das Material plastisch verformt. In der Scherzone bildet sich ein Span. Gleichzeitig entstehen Reibung und Wärme.

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Metal Cut diag.svg, aus einer Darstellung zur Metallzerspanung und Spanbildung, Weiterbearbeitung durch Swisstack; auf der Dateiseite werden CC-BY-SA-Genealogie und die Ursprungslizenz dokumentiert.

Schritt	Beobachtung	mögliche Folge
Eintritt der Schneide	Kontakt beginnt	Kraft steigt
Scherzone	Material wird plastisch verformt	Span entsteht
Reibzone	Span gleitet an der Spanfläche	zusätzliche Wärme
Austritt	Span trennt sich weiter	Oberflächenstruktur entsteht

2.5 Rechenweg für ein synthetisches Fräs-Lehrmodell

Für eine Übungsaufgabe kann die Schnittgeschwindigkeit als Lehrmodell mit

v_c = π · D · n / 1000

berechnet werden.

Dabei ist: v_c = Schnittgeschwindigkeit in m/min D = Werkzeugdurchmesser in mm n = Drehzahl in 1/min

Die Vorschubgeschwindigkeit ergibt sich im Lehrmodell aus:

v_f = f_z · z · n

Dabei ist: v_f = Vorschubgeschwindigkeit in mm/min f_z = Zahnvorschub in mm z = Zähnezahl n = Drehzahl in 1/min

Beispiel, ausdrücklich synthetisch: Ein Fräser mit D = 20 mm läuft mit n = 2400 1/min.

v_c = π · 20 · 2400 / 1000 v_c ≈ 151 m/min.

Bei f_z = 0,05 mm und z = 4:

v_f = 0,05 · 4 · 2400 v_f = 480 mm/min.

Wichtig: Die Rechnung zeigt nur den Zusammenhang der Größen. Sie ist keine Empfehlung für Titan, Stahl oder eine konkrete FOGS-Maschine.

Fachkapitel 3: Wärme, Verschleiß und Oberfläche

3.1 Wo entsteht Wärme?

Die Wärme im Zerspanprozess entsteht vor allem durch plastische Verformung in der Scherzone und durch Reibung. Ein einfaches Lehrmodell betrachtet drei Bereiche: Werkstückmaterial vor der Schneide, Scherzone und Kontakt zwischen Span und Spanfläche.

Bei Titan ist die geringe Wärmeabfuhr aus der Zone besonders kritisch. Daraus kann folgen, dass die Schneide trotz eines äußerlich unauffälligen Prozesses stark thermisch belastet wird.

Ursache	Beobachtbares Indiz	Denkbare Folge
hohe mechanische Belastung	höhere Antriebsleistung	höhere Prozesskräfte
hohe Reibung	Temperaturanstieg	schnellerer Verschleiß
instabile Aufspannung	Geräusch / Schwingmarken	schlechte Oberfläche
ungeeignete Werkzeugauswahl	Kantenverschleiß	Maßabweichung

3.2 Verschleißarten

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Kategorie Tool wear; die Datei wird dort als Beispiel für Verschleißmarken an Fräsern geführt. Vor einer Wiederveröffentlichung ist die konkrete Lizenz der Dateiseite zu prüfen.

Verschleißbild	vereinfachte Deutung
Freiflächenverschleiß	Verschleiß an der Freifläche; Schneidengeometrie verändert sich
Kolkverschleiß	Vertiefung auf der Spanfläche durch thermisch-mechanische Belastung
Schneidkantenausbruch	lokaler Verlust von Schneidenmaterial
Kerbverschleiß	lokaler Verschleiß an einer bestimmten Eingriffshöhe

Typischer Fehler: Verschleiß nur anhand der Standzeit in Minuten beurteilen. Besser ist die Kombination aus Verschleißbild, Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität, Prozessgeräusch und dokumentiertem Prozessverlauf.

3.3 Oberflächenrisiken

Eine gute Oberfläche ist nicht nur „glänzend“. In der Ausbildung musst Du zwischen sichtbarem Erscheinungsbild und funktionalen Qualitätsmerkmalen unterscheiden.

Mögliche Risiken sind:

Rattermarken durch Schwingungen
thermisch beeinflusste Randzonen
Materialausbrüche oder Kantenabplatzungen
Gratbildung
lokal erhöhte Rauheit
Maßabweichungen nach Werkzeugverschleiß

Quelle und Rechte: Wikimedia Commons, Datei CNC Milling.png, Autor Cnccp5, CC0.

3.4 Vergleichsstrategie statt Tabellenwertdenken

Prüffrage	Titan	hochfester Stahl
Wie kritisch ist Wärmeeintrag?	hoch priorisieren	werkstoffabhängig bewerten
Wie kritisch ist Werkzeugverschleiß?	hoch priorisieren	hoch priorisieren
Wie wichtig ist hohe Steifigkeit?	sehr wichtig	sehr wichtig
Welche Daten zuerst prüfen?	Werkstoffzustand, Werkzeug, Werkzeughalter, Maschine, Kühlsituation	Härte/Gefüge, Werkzeug, Werkzeughalter, Maschine, Kühlsituation
Woran Prozessentscheidung festmachen?	Qualität + Verschleiß + Stabilität	Qualität + Verschleiß + Stabilität

Die Tabelle ist ein Entscheidungsrahmen, keine Schnittwerttabelle.

Fachkapitel 4: Vorgehen bei der Prozessauswahl

4.1 Schrittfolge

Werkstoffkunde: Werkstoffzustand und Zeichnungsanforderungen prüfen
Zerspanung: Bearbeitungsart und Merkmal bestimmen
Werkzeug: Werkzeugwerkstoff, Geometrie und Beschichtung aus der betrieblichen Freigabe auswählen
Schnittgeschwindigkeit: nur freigegebene Werte bzw. Lehrmodelle verwenden
Vorschub: passend zu Werkzeug, Eingriff und geforderter Oberfläche prüfen
Kühlung: betriebliche Vorgaben und Werkzeugempfehlungen beachten
Spanntechnik: Steifigkeit, Überstand und Zugänglichkeit prüfen
Qualitätssicherung: Maß, Oberfläche und kritische Merkmale festlegen
Prozessüberwachung: Verschleiß und Auffälligkeiten dokumentieren
Rückmeldung: Ergebnis mit der zuständigen Fachkraft auswerten

4.2 Entscheidungsbaum als Lehrschema

Frage	Ja	Nein
Ist der Werkstoff eindeutig identifiziert?	weiter	nicht starten; Identifikation klären
Ist das Werkzeug freigegeben?	weiter	Werkzeugauswahl klären
Sind Maschinen- und Spannbedingungen bekannt?	weiter	Bedingungen klären
Sind Schnittdaten freigegeben oder als Lehrmodell gekennzeichnet?	weiter	keine eigenmächtige Übertragung
Ist das Ergebnis messtechnisch geprüft?	Entscheidung dokumentieren	Nacharbeit / Ursachenanalyse

4.3 Typische Fehleranalyse

Beobachtung	Mögliche Ursachenklassen	Nächste Prüfung
rauere Oberfläche	Schwingung, Verschleiß, Vorschub, Werkzeuggeometrie	Werkzeugzustand und Prozessstabilität
steigende Schnittkraft	Verschleiß, ungünstiger Eingriff, Werkstoffzustand	Werkzeug und Eingriffsbedingungen
plötzliches Ausbrechen der Schneide	Stoßbelastung, instabile Bearbeitung, ungeeignete Schneidenbelastung	Werkzeug, Spannsituation, Programmpfad
Maß driftet langsam	Verschleiß, Temperatur, Prozessänderung	Verschleißtrend und Messdaten
ungewohnte Geräusche	Schwingung oder instabile Schnittbedingungen	Prozess sofort qualifiziert bewerten

Fachkapitel 5: FOGS, Fertigungsverbund und berufliche Anwendung

5.1 Der dokumentierte Fertigungsverbund

Die Primärquelle beschreibt einen Fertigungsverbund, dessen Kern in Lindenberg aus vier Droop+Rein-FOGS-Maschinen bestand. Die Maschinen wurden schrittweise erweitert, modernisiert und automatisiert. Zusätzlich nennt die Quelle neun weitere FOGS-Maschinen bei Partnern in China, Indien, Frankreich und bis 2022 auch in Russland. Diese Partnerstandorte sind ausdrücklich nicht Bestandteil eines behaupteten internen Liebherr-Maschinenbestands in Lindenberg.

Begriff	Bedeutung im Kurs
interne Maschine	Maschine am Standort Lindenberg
Partnerstandort	externe Fertigungsstätte im Netzwerk
Nachweisstand	Magazin 02/2025 als Maschinenbasis
Betriebsfreigabe	darf nicht aus diesem Kurs abgeleitet werden

5.2 Warum eine Aufspannung entscheidend sein kann

Wenn mehrere Bearbeitungsmerkmale in einer Aufspannung gefertigt werden können, können sich Umspannfehler reduzieren. Zugleich muss die Maschine die Kräfte, Wege und Zugänglichkeiten sicher beherrschen.

Lehrmodell:

weniger Umspannen → weniger potenzielle Bezugskorrekturen → potenziell bessere Prozesskonsistenz

Aber:

weniger Umspannen ≠ automatisch bessere Qualität

Die konkrete Qualität hängt auch von Spannkraft, Steifigkeit, Werkzeugüberstand, Geometrie, Messstrategie und Prozessführung ab.

5.3 Berufstypisches Denken

Eine gute Fachentscheidung klingt nicht so:

„Titan = niedriger Schnittwert.“

Sie klingt eher so:

„Der Werkstoff zeigt in diesem Lehrmodell eine erhöhte thermische und schneidenseitige Belastung. Deshalb prüfe ich zuerst Werkzeuggeometrie, Werkzeugzustand, Kühlsituation, Eingriff und Prozessstabilität. Erst danach bewerte ich die Produktivität.“

Das ist ein übertragbares Muster für viele Zerspanaufgaben.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Aussage zum Maschinenbezug ist für diesen aiMOOC korrekt? (Die erste FOGS M40 in Lindenberg ist 2004 belegt.) (!Die erste FOGS M40 wurde erst 2025 in Lindenberg eingesetzt.) (!Alle 13 genannten Maschinen standen in Lindenberg.) (!Die Quelle belegt eine aktuelle vollständige Maschinenliste für 2026.)

Warum kann Titan beim Zerspanen thermisch anspruchsvoll sein? (Weil Wärme aus der Schnittzone vergleichsweise schlecht abgeführt wird.) (!Weil Titan grundsätzlich keinen Span bildet.) (!Weil Titan bei jeder Bearbeitung schmilzt.) (!Weil Titan immer härter als jeder Stahl ist.)

Welche Größe wird mit v_c im Lehrmodell bezeichnet? (Schnittgeschwindigkeit) (!Vorschubgeschwindigkeit) (!Zähnezahl) (!Werkzeugüberstand)

Welche Beziehung passt zum vereinfachten Fräs-Lehrmodell? (v_f = f_z · z · n) (!v_f = π · D · n) (!v_f = D / n) (!v_f = z / f_z)

Was ist beim Begriff „Schnittwert“ in diesem Kurs besonders wichtig? (Synthetische Lehrwerte sind keine Betriebsfreigaben.) (!Jeder Tabellenwert gilt automatisch auf jeder Maschine.) (!Ein Lehrwert ersetzt eine betriebliche Unterweisung.) (!Ein Schnittwert macht Werkstoffidentifikation unnötig.)

Welches Verschleißbild beschreibt eine Vertiefung auf der Spanfläche? (Kolkverschleiß) (!Freiflächenverschleiß) (!Spannbackenverschleiß) (!Kühlmittelverschleiß)

Warum ist die Aufspannung für eine komplexe Fahrwerkskomponente wichtig? (Sie beeinflusst Bezugssicherheit, Steifigkeit und Prozesskonsistenz.) (!Sie bestimmt allein die chemische Zusammensetzung des Werkstoffs.) (!Sie ersetzt die Werkzeugauswahl.) (!Sie verhindert grundsätzlich jeden Werkzeugverschleiß.)

Was sollte bei einer rauen Oberfläche zuerst systematisch geprüft werden? (Prozessstabilität, Werkzeugzustand und Bearbeitungsbedingungen) (!Nur die Farbe des Werkstücks) (!Nur die Seriennummer der Maschine) (!Nur die Verpackung des Werkzeugs)

Welche Aussage zu den neun weiteren FOGS-Maschinen ist im Kurs richtig? (Sie werden als Maschinen bei externen Partnern behandelt.) (!Sie werden als neun zusätzliche Maschinen in Lindenberg behandelt.) (!Sie werden als neun aktuelle interne Liebherr-Maschinen behandelt.) (!Sie werden als neun Maschinen ohne Standortzuordnung behandelt.)

Welche Denkweise entspricht einer begründeten Auswahlstrategie? (Werkstoff, Werkzeug, Eingriff, Wärme, Verschleiß, Oberfläche und Prüfstrategie gemeinsam bewerten) (!Nur den höchsten möglichen Vorschub wählen) (!Nur die Werkstoffhärte betrachten) (!Nur die Maschinenleistung aus einer allgemeinen Tabelle übernehmen)

Memory

Titan	geringe Wärmeabfuhr
Schnittgeschwindigkeit	Umfangsgeschwindigkeit an der Schneide
Vorschubgeschwindigkeit	Weggeschwindigkeit des Werkzeugs
Kolkverschleiß	Verschleiß auf der Spanfläche
Freiflächenverschleiß	Verschleiß an der Freifläche
Aufspannung	Fixierung und Bezug des Werkstücks

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Werkstoff prüfen	Material und Zustand identifizieren
Werkzeug prüfen	Geometrie und betriebliche Freigabe kontrollieren
Schnittdaten prüfen	Freigegebene oder ausdrücklich synthetische Lehrwerte unterscheiden
Prozess beobachten	Kraft, Geräusch, Späne und Werkzeugzustand bewerten
Ergebnis prüfen	Maß, Oberfläche und Dokumentation bewerten

Kreuzworträtsel

Titan	Welche Werkstoffgruppe ist im Kurs der thermisch anspruchsvollere Vergleichspartner?
Stahl	Welcher Werkstoff wird als zweiter Hauptvergleich behandelt?
Fräser	Welches rotierende Werkzeug erzeugt beim Fräsen die Schnittbewegung?
Verschleiß	Wie heißt die fortschreitende Abnutzung der Schneide?
Aufspannung	Wie heißt die Fixierung des Werkstücks während der Bearbeitung?
Spanbildung	Wie nennt man die Entstehung des abgetrennten Materials?

LearningApps

Lückentext

Die erste in Lindenberg belegte Droop+Rein FOGS M40 wurde im Jahr

ausgewählt.

Der Maschinenbezug dieses Kurses stützt sich auf den Nachweisstand des

.

Titan kann thermisch anspruchsvoll zu zerspanen sein, weil Wärme aus der Schnittzone vergleichsweise

wird.

Die Schnittgeschwindigkeit wird im Lehrmodell mit dem Symbol

bezeichnet.

Die Vorschubgeschwindigkeit wird im Lehrmodell mit dem Symbol

bezeichnet.

Eine Vertiefung auf der Spanfläche heißt

.

Eine verschleißende Zone an der Freifläche heißt

.

Die Qualität der Bearbeitung wird unter anderem durch Maßhaltigkeit und

bewertet.

Ein synthetischer Schnittwert ist ausdrücklich keine

.

Die neun weiteren FOGS-Maschinen werden im Kurs als Maschinen bei externen

behandelt.

Berufstypischer Modellfall

Modellfall: Vergleich zweier Lehrprozesse an einem komplexen Gehäuse

Ausgangslage: In einer Ausbildungssimulation soll ein komplexes zylindrisches Gehäuse bearbeitet werden. Das Merkmal enthält eine Außenkontur und mehrere Bohrungen. Zwei synthetische Werkstoffvarianten stehen gegenüber:

Merkmal	Variante A	Variante B
Werkstoff	Titanlegierung, Lehrmodell	hochfester Stahl, Lehrmodell
Werkzeug	Fräser mit 4 Schneiden, Lehrmodell	Fräser mit 4 Schneiden, Lehrmodell
Werkzeugdurchmesser	20 mm	20 mm
Drehzahl	2400 1/min	1800 1/min
Zahnvorschub	0,05 mm	0,06 mm
Qualitätsziel	stabile Oberfläche und Maßhaltigkeit	stabile Oberfläche und Maßhaltigkeit

Hinweis: Alle Zahlen in dieser Tabelle sind synthetische Lehrdaten. Sie sind nicht als FOGS-Parameter und nicht als Herstellervorgabe zu verwenden.

Lösung des Modellfalls

Für Variante A ergibt das Lehrmodell: v_c = π · 20 · 2400 / 1000 ≈ 151 m/min v_f = 0,05 · 4 · 2400 = 480 mm/min Für Variante B: v_c = π · 20 · 1800 / 1000 ≈ 113 m/min v_f = 0,06 · 4 · 1800 = 432 mm/min Die richtige fachliche Schlussfolgerung lautet nicht: „Variante A ist besser, weil die Schnittgeschwindigkeit höher ist.“

Stattdessen wird beurteilt:

Bewertungspunkt	Variante A: Titan	Variante B: hochfester Stahl
thermische Aufmerksamkeit	hoch	hoch
Werkzeugverschleiß beobachten	sehr wichtig	sehr wichtig
Prozessstabilität	eng überwachen	eng überwachen
Oberfläche	nach jedem Lehrversuch vergleichen	nach jedem Lehrversuch vergleichen
Maßhaltigkeit	dokumentieren	dokumentieren

Entscheidung: Eine Auswahlstrategie muss aus Werkstoff, Werkzeug, Eingriff, Prozessstabilität und Ergebnisqualität abgeleitet werden. Die synthetischen Zahlen dürfen nicht unmittelbar auf eine reale FOGS übertragen werden. Eine betriebliche Freigabe erfordert die dafür zuständigen Unterlagen und Personen.

Bewertungsraster Modellfall

Kriterium	0 Punkte	1 Punkt	2 Punkte	Max.
Rechenweg	fehlt / falsch	teilweise nachvollziehbar	korrekt und nachvollziehbar	2
Werkstoffvergleich	pauschal	einzelne Aspekte	mehrere relevante Aspekte verknüpft	2
Verschleißbewertung	fehlt	ein Verschleißmerkmal genannt	Verschleißbild + Prozessbezug	2
Oberflächenbewertung	nur optisch	teilweise fachlich	mit Prozessursache und Messbezug	2
Sicherheits-/Freigabebewusstsein	Schnittwerte als Freigabe interpretiert	Hinweis vorhanden	Lehrdaten und Betriebsfreigaben klar getrennt	2
Begründung der Entscheidung	keine	einfache Begründung	mehrere Kriterien logisch verknüpft	2

Gesamt: 12 Punkte Orientierung: 10–12 Punkte = sicherer Transfer; 7–9 Punkte = überwiegend sicher; 4–6 Punkte = Nacharbeit bei Zusammenhängen; 0–3 Punkte = Grundlagen wiederholen.

OERs zum Thema

Medien- und Quellennachweis

Medium	Einsatz	Quelle / Rechte
CNC milling machine.jpg	Einstieg in CNC-Fräsen	Wikimedia Commons; Impressionmanufacturer; CC BY-SA 4.0
CNC Milling.png	CNC-Prozessbild	Wikimedia Commons; Cnccp5; CC0
Metallografische Mikrostruktur des Titans	Werkstoffmikrostruktur	Wikimedia Commons; Surface engineering; CC BY-SA 4.0
TiAl Lammelar.jpg	Titanlegierungs-Gefüge	Wikimedia Commons; Lne; CC0
Technical steel.jpg	Stahlgefüge	Wikimedia Commons; Perlit86; CC BY 4.0
Dual Phase Steel.jpg	Beispiel für zweiphasiges Stahlgefüge	Wikimedia Commons; Anajmul; CC BY-SA 4.0
Metal Cut diag.svg	Spanbildung und Metallzerspanung	Wikimedia Commons; Swisstack / Ursprung Sumanch; Lizenzhinweise auf Commons-Dateiseite
Tool-wear-Abbildung	Verschleißvergleich	Wikimedia Commons, Kategorie Tool wear; konkrete Dateilizenz vor Weiterverwendung prüfen
FOGS-Primärartikel	Maschinen- und Fertigungsverbund	Starrag, Magazine No. 02-2025, „Vom Adler gelernt“

Videos

Ein im Primärartikel von Starrag ausdrücklich genanntes YouTube-Video von Liebherr-Aerospace zeigt einen Adler bei der Landung und wird dort als Teil der Kommunikation zur Fahrwerksfertigung beschrieben. Der Primärartikel weist jedoch in der für diesen Kurs genutzten Textdarstellung keine stabile Video-ID aus. Deshalb wird hier keine nicht verifizierte YouTube-ID eingesetzt. So wird verhindert, dass ein erfundener oder veralteter Embed als geprüftes Medium erscheint.

Als verifizierbares Vertiefungsmedium kann der Primärartikel selbst genutzt werden: Starrag Magazine 02/2025 – Vom Adler gelernt

Weitere Videorecherche kann über die offizielle Plattform und die Kanäle der beteiligten Unternehmen erfolgen. In diesem aiMOOC werden bewusst keine Video-IDs geraten.

Lernkontrolle

Werkstoff–Prozess-Zusammenhang: Erkläre, warum eine Werkstoffentscheidung ohne Betrachtung der Wärmeabfuhr und des Werkzeugzustands fachlich unvollständig ist.
Prozessstabilität: Begründe, weshalb eine bessere Oberfläche nicht automatisch durch einen höheren Vorschub erreichbar ist.
Maschinenbezug: Erkläre, warum die Aussage „13 FOGS-Maschinen in Lindenberg“ nach dem Quellenstand dieses aiMOOCs nicht zulässig ist.
Übertragbarkeit: Zeige an einem Beispiel, welche Informationen zusätzlich benötigt werden, bevor ein Lehrmodell auf eine reale Maschine übertragen werden dürfte.
Qualitätsentscheidung: Entwickle eine Entscheidung, bei der ein Werkzeug wegen Verschleiß geprüft wird, obwohl das Maß noch innerhalb des Prüfwertes liegt. Begründe den Zusammenhang mit Prozessrisiko.
Fehlerursachen: Vergleiche zwei mögliche Ursachen für Rattermarken und beschreibe, welche Beobachtung die Ursachen unterscheiden könnte.

Offene Aufgaben

Leicht

Werkstoffvergleich: Erstelle eine Tabelle mit mindestens sechs Unterschieden und Gemeinsamkeiten zwischen Titan und hochfestem Stahl. Lösungsvorschlag: Ordne mindestens Wärmeabfuhr, Festigkeit, Gefüge, Verschleiß, Oberflächenrisiko und Prüfstrategie ein. Vermeide pauschale Aussagen wie „Stahl ist leicht zu zerspanen“.
Spanbildung: Zeichne ein eigenes Schema von Schneide, Scherzone und Span. Lösungsvorschlag: Markiere Werkstück, Schneide, Span, Spanfläche, Freifläche und die Zone plastischer Verformung.
Verschleißbilder: Erkläre mit eigenen Worten den Unterschied zwischen Frei- und Kolkverschleiß. Lösungsvorschlag: Freiflächenverschleiß liegt an der Freifläche, Kolkverschleiß als Vertiefung auf der Spanfläche.
Maschinenbezug: Fasse in fünf Sätzen zusammen, was zur FOGS M40 in Lindenberg nachgewiesen ist. Lösungsvorschlag: Nenne 2004, die erste M40, die dokumentierte Bedeutung von Stabilität/Präzision/Flexibilität, den späteren Verbund mit vier FOGS bis 2014 und die klare Trennung zu den Partnerstandorten.

Standard

Lehrrechnung: Rechne das synthetische Beispiel mit D = 20 mm und n = 2400 1/min nach und runde v_c auf ganze m/min. Lösungsvorschlag: v_c = π·20·2400/1000 ≈ 151 m/min.
Prozessbeobachtung: Entwickle ein Prüfblatt mit mindestens acht Beobachtungsmerkmalen für einen Vergleichsversuch. Lösungsvorschlag: Werkstoffzustand, Werkzeugtyp, Werkzeugzustand, Eingriff, Geräusch, Späne, Maßabweichung, Oberfläche und dokumentierte Prozesszeit.
Fehleranalyse: Entwirf einen Ursachenbaum für „Oberfläche wird plötzlich schlechter“. Lösungsvorschlag: Hauptzweige Werkzeugverschleiß, Schwingungen, Eingriffsänderung, Spannungs-/Spannproblem, Temperatur und Programm-/Geometrieeinfluss.
Entscheidungsmatrix: Erstelle eine gewichtete Matrix, mit der Du Titan und hochfesten Stahl vergleichst. Lösungsvorschlag: Gewichte mindestens thermische Belastung, Werkzeugverschleiß, Prozessstabilität, Oberfläche und Prüfaufwand und begründe die Gewichte.

Schwer

Prozessvergleich: Entwirf ein synthetisches A/B-Versuchsdesign für Titan und hochfesten Stahl, ohne Betriebsparameter einer realen Maschine vorzugeben. Lösungsvorschlag: Halte Werkzeug, Messstrategie und Versuchsumfang methodisch vergleichbar, variiere im Lehrmodell nur die Werkstoffseite und dokumentiere die Ergebnisse mit denselben Kriterien.
Werkzeugauswahl: Begründe für beide Werkstoffgruppen, welche Informationen Du vor einer Werkzeugauswahl zwingend benötigst. Lösungsvorschlag: Werkstoff und Zustand, Werkzeuggeometrie, Schneidstoff/Beschichtung, Bearbeitungsart, Eingriff, Spannsystem, Maschinenrandbedingungen und Qualitätsziel.
Qualitätssicherung: Entwickle einen kurzen Prüfplan für ein komplexes Flugfahrwerksmerkmal. Lösungsvorschlag: Kritisches Merkmal definieren, Messmittel auswählen, Prüfzeitpunkt festlegen, Abweichungsgrenze aus der Zeichnung bzw. betrieblichen Vorgabe übernehmen und Rückmeldung dokumentieren.
Berufliche Reflexion: Erstelle eine einseitige Entscheidungsvorlage „Weiterbearbeiten, Werkzeug prüfen oder Prozess stoppen?“. Lösungsvorschlag: Verwende klare Entscheidungskriterien zu Sicherheit, Maßhaltigkeit, Werkzeugzustand, Schwingungen und Freigabestatus; bei unklarer Situation keine eigenmächtige Prozessfreigabe.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis sind besonders wichtig: Du kannst Titan und hochfeste Stähle hinsichtlich der zerspanungsrelevanten Eigenschaften vergleichen; Du kannst die Entstehung von Span und Wärme erklären; Du kannst Freiflächen- und Kolkverschleiß unterscheiden; Du kannst die Grundgleichungen eines synthetischen Fräs-Lehrmodells anwenden; Du kannst Oberflächen- und Maßrisiken systematisch analysieren; Du kennst den dokumentierten Maschinenbezug der FOGS M40 in Lindenberg; Du trennst belastbare Quellenangaben von nicht nachgewiesenen aktuellen Maschinen- oder Parameterdaten; und Du kannst aus Werkstoff, Werkzeug, Eingriff, Prozessbeobachtung und Qualitätsziel eine begründete Auswahlstrategie ableiten.