Das kanadische Unternehmen Tronosjet Manufacturing hat sich mit dem britischen Engineering-Spezialisten Renishaw zusammengetan, um die additive Fertigung (AM) von Flugzeugkomponenten zu optimieren und eine behördliche Zulassung für metallische Luftfahrtteile zu erhalten. Dank mehrerer von Renishaw gelieferter Laser Powder Bed Fusion (L-PBF)-3D-Drucksysteme konnte Tronosjet eine der ersten FAA-zertifizierten additiv gefertigten Metallkomponenten herstellen – eine Motor-Schubsteuerungsrollenhalterung für das BAe 146-Flugzeug.
Herausforderung: Zertifizierung für additiv gefertigte Flugzeugteile
Tronosjet Manufacturing wurde 2001 gegründet und ist auf Flugzeugleasing, große Modifikationen und Wartung spezialisiert. Seit 2016 investiert das Unternehmen in additive Fertigungstechnologien, um Komponenten für die Luftfahrt zu entwickeln. Trotz der steigenden Akzeptanz von AM in der Branche bleibt die regulatorische Zulassung durch die Federal Aviation Administration (FAA) eine große Hürde.
Tronosjet entschied sich, eine bestehende Motor-Schubsteuerungsrollenhalterung, die üblicherweise aus Magnesium gegossen wird und anfällig für Korrosion ist, als Testobjekt für den 3D-Druck zu wählen. Die Komponente ist sicherheitskritisch und muss einer dauerhaften Zugbelastung zwischen 60 und 100 Pfund standhalten. Um eine FAA-Zulassung zu erhalten, musste Tronosjet nachweisen, dass das neue, aus Titan Ti-6Al-4V gedruckte Bauteil in Bezug auf Festigkeit, Haltbarkeit und Reproduzierbarkeit den strengen Anforderungen entspricht.
Lösung: Zusammenarbeit mit Renishaw
Da das Unternehmen eine zuverlässige AM-Technologie benötigte, wandte es sich an Renishaw. Tronosjet entschied sich für drei Systeme der RenAM-Serie:
- AM250
- RenAM 500S Flex
- RenAM 500Q
Alle drei Maschinen nutzen das Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Verfahren und bieten einen Bauraum von 250 mm x 250 mm x 350 mm. Die Wahl fiel auf die AM250, da sie keine Mehrfachlaser oder Pulverwiederverwertung verwendet – beides Innovationen, die bei den FAA-Regulierungsbehörden auf Vorbehalte hätten stoßen können.
Mit der AM250 druckte Tronosjet die Schubsteuerungsrollenhalterung aus Ti-6Al-4V-Titanlegierung und unterzog das Bauteil umfangreichen zerstörungsfreien Prüfungen (NDT), statischen Belastungstests und Funktionsprüfungen. Die Ergebnisse waren überzeugend:
- Das gedruckte Bauteil hielt einer Belastung von 22.000 Pfund stand – das Original brach bereits bei 4.000 Pfund.
- Die Zugfestigkeit des Titan-Bauteils erwies sich als fünfmal höher als die der ursprünglichen Magnesiumversion.
Ergebnis: FAA-Zulassung für additiv gefertigtes Bauteil
Nach erfolgreicher Prüfung erhielt das Bauteil die FAA Parts Manufacturer Approval (PMA), eine wichtige Zertifizierung für die Luftfahrtindustrie. Damit kann Tronosjet die Komponente nun regulär produzieren und verkaufen – ein entscheidender Wettbewerbsvorteil im Bereich additiv gefertigter Flugzeugteile.
Jeff Campbell, Direktor für Wartung und Fertigung bei Tronosjet, erklärt:
„Die Zertifizierung durch die FAA zeigt, dass additive Fertigung eine realistische Alternative für sicherheitskritische Flugzeugkomponenten ist.“
Dank der Unterstützung von Renishaw konnte Tronosjet nicht nur die Produktionsprozesse optimieren, sondern sich auch als Vorreiter in der zertifizierten additiven Fertigung für die Luftfahrt positionieren.
