Die größten hydraulischen Pressen der Welt
Die Geschichte der größten hydraulischen Pressen der Welt ist eng mit den Ereignissen des Zweiten Weltkriegs und des Kalten Krieges verbunden.
Die Bedeutung des Magnesium
In den 1930er und 1940er Jahren fehlte es in Deutschland an Stahl, da es von seinen reichsten Regionen durch den Vertrag von Versailles beraubt wurde. Seine Minen hingegen produzierten große Mengen an Magnesium, ein leichtes und widerstandsfähiges Metall, das sich perfekt für neue Düsenflugzeuge eignete. Allerdings standen die deutschen Wissenschaftler vor einer großen technologischen Herausforderung: Stahl lässt sich leicht mit dem Hammer schmieden, Magnesium hingegen nicht. Unter den Schlägen des Vorschlaghammers reißt und bricht Magnesium. Um ihn zu formen, mussten die deutschen Wissenschaftler ein neues Verfahren entwickeln: das drehzahlgesteuerte Warmschmieden, speziell für große Stücke.
Titan-Komponenten eines F-15 Jets – Image credit: Jet Lowe
Kalter Krieg, heißes Metall
Nach dem Zweiten Weltkrieg haben sich die Vereinigten Staaten und Russland auf dem Gebiet der Wettrüstung im sogenannten Kalten Krieg, der die Welt fast ein halbes Jahrhundert lang polarisieren wird, gegenseitig herausgefordert. Im Rahmen der verschiedenen Möglichkeiten spielte die Luftfahrt nun eine Schlüsselrolle. Die metallurgische Forschung im Dienste der Armeen erfand immer neue Technologien und Materialien, um leichtere und schnellere Flugzeuge zu schaffen. Mit dem Aufkommen der Düsenflugzeuge erforderten die enormen Belastungen sehr leistungsfähige Legierungen und Verfahren. Titan, Magnesium und Aluminium ersetzen den Stahl, erfordern aber auch eine gezielte Bearbeitung. Das Schmieden ist, wie wir gesehen haben, für diese Materialien nicht geeignet: es ist notwendig, Schmiedeteile zu verwenden, um eine optimale Anordnung der Metallfasern und die Abwesenheit von Rissen zu gewährleisten. Das Stanzen von großen Teilen aus Hochfesten Materialien erforderte riesige, sehr leistungsstarke Maschinen, die noch nie zuvor gesehen wurden.
Um die Welt zu beherrschen, muss man den Himmel beherrschen, aber um den Himmel zu beherrschen, muss man zuerst das Metall beherrschen.
Das Erbe des Krieges
Während die Boeing B-17 Stratofortress und B-29 Bomber in den Vereinigten Staaten noch durch Zusammennieten einzelner Formblechstücke zusammengebaut wurden, wurden leichte und stabile Strukturelemente aus Magnesium und Aluminium in Deutschland hergestellt. Zur Herstellung dieser Bauteile bauten Ingenieure aus dem Dritten Reich eine 33.000 Tonnen schwere hydraulische Presse und zwei kleinere 16.500 Tonnen schwere Maschinen zur Herstellung der ersten Messerschmitt Me 262-Jets. Die beiden letzteren wurden von den Vereinigten Staaten requiriert, während die erste in die Hände der Sowjetunion gelangte. Aus Angst, dass dieser technologische Nachteil zu einem militärischen Nachteil führen könnte, starteten die USA das Heavy-Press-Programm mit der Absicht, die größten Pressen der Welt zu bauen.
image credit: USAF
Das Heavy Press Program
Dieser 1950 begonnene und 1957 abgeschlossene Plan der US Air Force führte zum Bau von sechs Strangpressen und vier Stanzpressen. Die zwei größten Pressen entwickeln jeweils 50.000 Tonnen und sind auch heute noch in Betrieb.
Die erste, die von Mesta Machinery gebaut wurde, wiegt 8000 Tonnen und ist 27 Meter hoch. Der Tisch misst 7900*3700 mm und hat einen Hub von 1800 mm. Der Aluminiumgigant Alcoa, der die Maschine seit 1955 betreibt, kaufte sie 1982 von der US-Regierung. Im Jahr 2009 musste die Presse aufgrund von Rissen in der Unterseite für Reparaturen angehalten werden. Die Umrüstung kostete rund 100 Millionen Dollar und garantiert mindestens weitere 50 Jahre Betrieb.
image credit: Nocsia
Die zweite wurde von Loewy Hydropress gebaut, und seit Oktober 1955 von Wyman-Gordon in der Air Force Plant 63 in Grafton, Massachusetts, betrieben. Der Hydraulikkreislauf arbeitet mit einer Wasser-Öl-Emulsion bei 310 bar und einer Durchflussmenge von 45.000 Liter/min. Beide Maschinen werden zur Herstellung von Flugzeugkomponenten wie der Boeing 747, dem Tarnkappenbomber und dem F-35 Joint Strike Jäger eingesetzt.
Image credit: Jet Lowe
Der Rekord der Vereinigten Staaten dauerte nur zwei Jahre: 1957 baute die ukrainische Firma Novokramatorsky Mashinostroitelny Zavod (NKMZ), die auf Stahlwerke spezialisiert ist, zwei 75.000-Tonnen-Pressen. Die erste, die für ein Werk in Samara bestimmt war, gehört jetzt der russischen Alcoa-Tochtergesellschaft. Die zweite wurde in Verkhniaïa Salda installiert und wird von VSMPO-AVISMA, dem weltweit führenden Hersteller von Titan und anderen Speziallegierungen, eingesetzt. Die beiden Maschinen haben einen Arbeitsbereich von 16000*3500 mm und sind 35 Meter hoch, davon 22 Meter unter dem Boden.
Image credit: NKMZ
Außerhalb der zwei Supermächte war Frankreich das dritte Land, das sich mit einer hydraulischen Presse dieser Größe ausstattete: Diese ebenfalls von der ukrainischen NKMZ gebaute 65.000-Tonnen-„presse hydraulique“ wurde zwischen 1974 und 1976 in Issoire installiert. Die im Besitz von Interforge befindliche Maschine ist 36 Meter hoch und stellt Komponenten für Airbus, Boeing, die Raumfahrt- und Transportindustrie her.
Image credit: NKMZ
Diese Stahlgiganten monopolisieren seit Jahrzehnten die Szene. Im April 2013 wurde auch Japan mit einer 50.000-Tonnen-Hydraulikpresse in den Kreis der Großen aufgenommen. Nach 60 Jahren kam in den USA eine neue 60.000-Tonnen-Hydraulikschmiedepresse hinzu. Sie wurde von SMS Group für Weber Metals in Kalifornien gebaut; sie hat 180 Millionen Dollar gekostet, und im Oktober 2018 die Arbeit aufgenommen.
Image credit: Weber Metals
Der Schwergewichts-Champion ist natürlich Chinesisch: eine Maschine mit einer unglaublichen Kraft von 80.000 Tonnen ist seit 2013 für die riesige Erzhong-Gruppe in der Provinz Sichuan im Einsatz. So hoch wie ein 10-stöckiges Gebäude, wird seine Nutzung geheim gehalten: es scheint, als würde sie wie ihre titanischen Schwestern zum Bau von Teilen für Militärflugzeuge verwendet. Um eine Vorstellung von der Kraft dieser Maschine zu geben, könnte sie mit ihren 780.000 kN problemlos ein ganzes Kreuzfahrtschiff heben. Wie so oft ist größer nicht besser: sie ist nicht die technologisch fortschrittlichste Presse der Welt. Sie wurde durch die Anpassung alter UdSSR-Projekte aus den 1980er Jahren gebaut, und wird derzeit aufgrund der Konkurrenz der anderen von uns erwähnten Giganten nicht ausreichend genutzt.
Quellen:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Presse_hydraulique
https://www.theatlantic.com/magazine/archive/2012/03/iron-giant/308886/
https://wikimili.com/en/Alexander_Zeitlin
https://en.wikipedia.org/wiki/Heavy_Press_Program
https://www.cleveland.com/business/2009/01/crack_in_huge_alcoa_press_may.html
https://www.cleveland.com/business/2012/02/alcoas_50000-ton_ready_to_go_b.html
https://www.forgingmagazine.com/forming/big-reveal-big-new-machine-bigger-parts-weber-metals
https://www.lamontagne.fr/issoire-63500/actualites/visionnaire-dans-le-domaine-des-presses-geantes_12397978/
https://foreignpolicy .com/2018/03/14/chinas-zombie-firms-cant-lurch-forever/
http://www.nkmz.com/index.php?id=103&L=1