Luftfahrt: 3D-Druck im zivilen Flugzeugbau für Deutschen Zukunftspreis nominiert

Der CEO des Hamburger LZN Laser Zentrum Nord GmbH und Leiter des Instituts  Laser- und Anlagen­system­technik der TU Hamburg-Harburg, Prof. Dr.-Ing. Claus  Emmelmann sowie weitere Kollegen wie Dipl.-Ing. Peter Sander und Dipl.-Ing. (FH) Frank Herzog wurden für den Deutschen Zukunftspreis 2015 nominiert.
Zusammen mit den beiden Partnern Airbus und Concept Laser wurde im Rahmen des Forschungsprojekts „3D-Druck im zivilen Flugzeugbau – Eine Fertigungsrevolution hebt ab“ ein 3D-gedrucktes Bauteil aus Metall mit einer neuen Verfahrenstechnik entwickelt. Bei dem Bauteil handelt es sich um einen Kabinenhalter aus Titan.

Das Verfahren erlaubt den schichtweisen Aufbau von Komponenten aus dem Metallbereich und führt damit den 3D-Druck zukunftsweisend in die Fertigungshallen für industrielle Serienfertigung.

Die drei Unternehmen Airbus, Concept Laser und LZN Laser Zentrum Nord GmbH brachten das Verfahren bis zur Anwendungsreife. Im Rahmen dieser Verfahrenstechnik werden Produkte schichtweise aufgebaut, also weder gefräst, noch geschnitten oder ausgestanzt.

Die bionische Konstruktionsmethodik druckt Bauteile, die nach dem Vorbild der Natur geformt sind und bis zu 80 Prozent Gewicht einsparen. Die Gewichtseinsparung führt zu einer erheblichen Verringerung des CO2-Ausstoßes künftiger Flugzeuge. Das LaserCusing erlaubt den sofortigen Druck von Ersatzteilen vor Ort, während sich das Flugzeug in der Wartung befindet und verkürzt so die kostspieligen Ausfallzeiten.

Mit dem 3D-Druckverfahren wurde für Airbus ein Kabinenhalter aus Titan hergestellt. Der Kabinenhalter dient der Befestigung des Crew-Ruheraums im Langstreckenflugzeug Airbus A350 XWB und ist dort seit 2014 verbaut (wir berichteten).

Es lassen sich Bauteile mit dem 3D-Drucker fertigen, die einer hohen Belastung im mechanischen und thermischen Bereich ausgesetzt sind. Das LaserCusing-Verfahren kann verschiedene Stahlsorten und Edelmetalle wie zum Beispiel Gold- oder Silberlegierungen verarbeiten. Metallische Bauteile für die Luftfahrt können dank der intensiven Verfahrensentwicklung nun qualitätsgesichert hergestellt werden. Der 3D-Drucker kann in einen digitalen Arbeitsablauf problemlos eingebunden werden, wodurch einzelne Fertigungsschritte inklusive Material-Logistik sowie Qualitätssicherung automatisch ablaufen können aber auch aufeinander abgestimmt sind.