Die United States Air Force (USAF) treibt die Entwicklung neuer Reparaturmethoden für ihre Flugzeuge voran. Ein aktuelles Projekt fokussiert sich dabei auf die Anwendung des sogenannten „Cold Spray“-Verfahrens – einer additiven Fertigungstechnologie, die insbesondere für strukturelle Reparaturen an Metallteilen eingesetzt wird. Bis zum Jahr 2025 sollen die Einsatzmöglichkeiten in der Instandhaltung systematisch getestet und bewertet werden, heißt es in einer Nachricht.
Additive Instandhaltungstechnologie im Fokus
Das Kaltgasspritzen gehört zu den festen Zustandsverfahren in der additiven Fertigung. Dabei werden Metallpartikel mit hoher Geschwindigkeit auf eine Oberfläche geschossen, wo sie durch kinetische Energie haften bleiben. Im Gegensatz zu anderen Beschichtungsverfahren findet kein vollständiger Schmelzprozess statt, was zu geringeren thermischen Belastungen des Substrats führt. Diese Eigenschaft macht das Verfahren besonders interessant für Reparaturen an wärmeempfindlichen Bauteilen wie Aluminiumlegierungen.
Die USAF hat dieses Verfahren bereits im Rahmen früherer Tests an verschiedenen Standorten eingesetzt, darunter auch an F-16- und C-130-Flugzeugen. Mit dem Projekt „Cold Spray 2025“ soll nun die flächendeckende Anwendbarkeit untersucht werden. Dabei werden sowohl mechanische Festigkeit, Adhäsionseigenschaften als auch mögliche Auswirkungen auf die Lebensdauer der Bauteile analysiert.
Vorteile und Herausforderungen des Verfahrens
Ein zentraler Vorteil der Cold Spray-Technologie liegt in der Möglichkeit, beschädigte Metallteile direkt vor Ort zu reparieren, ohne sie demontieren oder ersetzen zu müssen. Dies spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch die logistischen Anforderungen bei der Wartung von Militärflugzeugen erheblich. Auch die Wiederherstellung von Toleranzen und struktureller Integrität zählt zu den Potenzialen des Verfahrens.
Gleichzeitig bestehen Herausforderungen bei der Integration in bestehende Instandhaltungsprozesse. Hierzu zählt insbesondere die Notwendigkeit, qualifiziertes Personal auszubilden sowie standardisierte Verfahren für Inspektion und Qualitätssicherung zu entwickeln. Auch regulatorische Anforderungen müssen berücksichtigt werden, bevor das Verfahren im regulären Betrieb genutzt werden kann.
Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen, Industriepartnern und dem U.S. Department of Defense durchgeführt. Ziel ist es, eine einheitliche und verlässliche Methodik für die Reparatur von Luftfahrtkomponenten mittels Cold Spray zu etablieren.
