Die Luftfahrtindustrie zählt zweifelsohne zu den wichtigsten Industrien für die 3D-Drucktechnologie. Und umgekehrt. Vom Innenraum bis zu wichtigen Maschinenbauteilen setzen Flugzeughersteller und Zulieferer weltweit bereits auf die vorteilhaften Möglichkeiten der 3D-Drucker. Diese Themenseite erläutert die Möglichkeiten, Vorteile und Chancen des 3D-Drucks für die Luftfahrtindustrie und zeigt in über 100 Beispielen den erfolgreichen Einzug des 3D-Drucks in die Fertigungshallen der Luftfahrtunternehmen.
Der 3D-Druck birgt große Potenziale für die verarbeitende Industrie: Er beseitigt erfolgreich die gängigen Grenzen und Einschränkungen, die durch traditionelle Herstellungsverfahren bedingt sind. Eine der ersten Branchen, in welcher der 3D-Druck zum Einsatz kam, war die Luftfahrtindustrie. Neben der Luftfahrt wird der 3D-Druck heutzutage auch in der Raumfahrt, der Automobilindustrie und im Schiffbau eingesetzt.
Auch wenn die additive Fertigungstechnologie mit Stand heute noch nicht für die Herstellung von Flugzeugrumpf und Flügeln unter wirtschaftlich sinnvollen Kriterien geeignet ist, kann der 3D-Druck von einigen Baukomponenten, wie z. B. Kabinenteilen, Verbindungselementen oder Scharnieren, das Gewicht des Flugzeugs wesentlich reduzieren, wie zahlreiche unten aufgeführte Beispiel zeigen.
Dadurch wird gleichzeitig Treibstoff eingespart. Im Flugzeug sind nämlich zahlreiche Komponenten vorhanden, die durch den Umtausch gegen 3D-gedruckte Bauteile das Flugzeuggewicht um 4 bis 7 % reduzieren können. Wenn man aber an der Weiterentwicklung dran bleibt, könnte die Einsparung darüber hinaus gehen. Dies würde erhebliche Mengen an Kraftstoff und Ressourcen einsparen.
Zudem könnten Flugzeughersteller pro Jahr fast 70 bis 173 Millionen Gigajoule einsparen, was min. 1/3 der bisher benötigten Energie darstellt. Die Technologie soll darüber hinaus bis 2050 den Treibhausgasausstoß voraussichtlich um 92 bis 215 Millionen Tonnen reduzieren sowie Tausende Tonnen Titanium, Nickellegierungen und Aluminium einsparen, die jedes Jahr bearbeitet werden.
Stratasys, einer der bekanntesten Hersteller von professionellen 3D-Druckern, hat vor kurzem bekannt gegeben, dass er in einem Modell der Airbus-Maschinen ca. 1000 3D-gedruckte Teile verbaut hat. Ein weiterer Akteur in der Luftfahrtbranche ist Pratt&Whitney. Dieses Unternehmen kooperiert eng mit der Firma Bombardier zusammen, um 3D-gedruckte Motorenteile zu drucken.Mittlerweile hat auch Boeing ein Patent angemeldet, welches seinen Kunden bei Bedarf erlaubt, mittels 3D-Druck Ersatzteile seiner Maschinen herzustellen.
Auf dieser Themenseite finden Sie aktuelle Informationen zum Einsatz des 3D-Drucks in der Luftfahrt. Erfahren Sie mehr über den Einfluss der 3D-Drucktechnologie auf die zukünftige Produktion und Fertigung in der Luftfahrt und verpassen Sie dank unserem 3D-grenzenlos Magazin keine Nachrichten mehr zum Thema 3D-Druck in der Luftfahrt und vielen anderen Industrien (kostenlosen Newsletter abonnieren).
Der deutscher 3D-Drucker-Hersteller German RepRap hat mit seinem x400 3D-Drucker dem Hersteller für Helikopter Airbus Helicopters dabei unterstützt Entwicklungskosten einzusparen. Mit Hilfe des 3D-Druckers kostengünstiger hergestellt werden konnte ein 3 Meter langes Trittbett, welches es Crew-Mitgliedern eines Helikopters vereinfacht, während des Flugs auf den Kufen eines Helikopters zu stehen.
Der europäische Hersteller und Konzern von Flugzeugen Airbus wird künftig Verriegelungswellen für die Türen des Airbus A350 mit 3D-Druck herstellen. 2200 Verriegelungswellen pro Jahr seien mit dem Metall-3D-Druckverfahren geplant. Der Wechsel zum 3D-Druck soll zu Kostenersparnissen führen. Auch der Treibstoffverbrauch soll durch die entstehende Gewichtsreduktion geringer ausfallen. Wir geben einen Einblick in die Fertigung und Prozesse von Airbus zur Serienfertigung mit 3D-Druck.
GKN Aerospace aus Großbritannien ist ein bekannter Zulieferer für Flugzeughersteller und druckt seit Kurzem unter anderem seine vor allem komplexen und teuren Werkzeuge mit einem 3D-Drucker selbst. Hat die Herstellung von Spezialwerkzeugen bisher mehrere Wochen gedauert, findet die Produktion dank einem Stratasys F900 3D-Drucker in nur wenigen Stunden statt. Die erheblich schnellere Produktionszeit ist für GKN Aerospace aber nicht der einzige Vorteil, den der FDM-3D-Druck dem Unternehmen bietet.
Graphen zählt zu den stärksten Materialien auf der Erde, doch war es bisher äußerst schwer bis unmöglich Graphen mittels 3D-Druckverfahren zu verarbeiten. Forschern der Virginia Tech und des LLN-Laboratory ist es eigenen Aussagen zufolge jetzt gelungen, ein neuartiges 3D-Druckverfahren zu entwickeln, das die Verarbeitung von Graphen mit einem 3D-Drucker in einer Auflösung von bis zu 10 Mikrometer möglich macht.
Ein Team der U.S. Marine in Maryland hat eine Komponente einer Tür eines F-35 Flugzeugs mit Hilfe von dem 3D-Druckverfahren hergestellt und spart so 70.000 US-Dollar für die Neuanschaffung defekter Türen. Die gedruckte Komponente kostet lediglich 9 Dollar-Cent. Eine neue Tür 70.000 US-Dollar. Die Herstellung des Bauteils findet direkt vor Ort mit einem 3D-Drucker statt.
Air New Zealand nutzt 3D-Drucker bereits seit 2016 für verschiedene Bereiche im Flugzeugbau. Diesen Einsatz möchte der neuseeländische Flugzeughersteller jetzt verstärken. Dazu ergründen sie nun einige 3D-Drucktechnologien, wie zum Beispiel den 3D-Druck mit Metall und konnten bereits ein erstes 3D-gedrucktes Metallobjekt kostengünstiger und schneller herstellen, als mit bisherigen Fertigungsmethoden.
Das Bremer Institut für angewandte Strahlentechnik (BIAS) hat vor Kurzem eine neue Lichtbogen-Schweißanlage erhalten. Mit diesem, derzeit größten 3D-Drucker für metallische Luftfahrtkomponenten in Bremen, sollen unter anderem Komponenten für Airbus entstehen. Das Gerät nutzt das vom Anlagenhersteller Gefertec entwickelte 3DMP®-Verfahren.
Der börsenorientierte Technologiekonzern Oerlikon und die Lufthansa haben eine einjährige Kooperation im Bereich der additiven Fertigung beschlossen. An drei Standorten weltweit werden zukünftig exemplarisch Bauteilgeometrien mit gleichen 3D-Druckern hergestellt.
Die australische Luftwaffe ist gut ausgerüstet, möchte sich jedoch weiter verbessern, um schneller und kostengünstiger agieren zu können. Unter Zuhilfenahme des Metall-3D-Drucks arbeiten Forscher nun an der Fertigung von Bauteilen aus Stahl und Titan für Flugzeuge der australischen Luftwaffenflotte.
Der internationale Flugkonzern Boeing zeigte sich schon häufiger sehr stark am Einsatz der 3D-Drucktechnologie interessiert. Zum Schutz seiner 3D-Druck-Daten bei der Übertragung hat Boeing jetzt einen Vertrag mit dem israelischen Software-Unternehmen Assembrix abgeschlossen.
EOS stellte auf der RAPID+TCT 2018 ihre neue 3D-Druck-Plattform vor, den EOS P 810. Dieser kam zusammen mit dem neuen PEKK-Werkstoff HT-23. Das großformatige Doppellaser-System und der Werkstoff eignen sich sehr gut für die Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, da sie alle strengen Anforderungen erfüllen. Doch das ist nicht das einzige, was für dieses System spricht.
Der 4D-Druck wird zu einem immer mehr erforschtem Gebiet. Die Georgia Tech in Atlanta (USA) hat schon einiges dazu ergründet. Sie haben mit ihrem 4D-Drucker bereits erste Tests durchgeführt, wo sie unter anderem eine selbst schließende, 3D-gedruckte Blume erfolgreich testen konnten. Nun soll der 4D-Drucker der Georgia Tech Prothesen und Elektrobauteile drucken. Erste Kooperationen mit Wissenschaftlern und Krankenhäusern sind im Gange.
Der Luftfahrtzulieferer Premium AEROTEC hat den 3D-Druck-Spezialisten APWORKS, eine Unternehmung von Airbus, erworben. Ziel ist es den 3D-Druck von Metallteilen für industrielle Anwendungen, unter anderem dem Einsatz von 3D-gedruckten Bauteilen für Flugzeuge, weiter voranzubringen. Über den Kaufpreis wurde Stillschweigen vereinbart.
Mit Aluminium lassen sich viele Bauteile in erstklassiger Qualität additiv herstellen. Gemeinsam mit einer Gruppe anderer Firmen, unter anderem Rolls Royce, erhielt Aeromet nun eine Förderung vom National Aerospace Technology Programme (NATEP), um den 3D-Druck mit Aluminium zu optimieren. Demonstratorbauteile sind ebenso geplant. NATEP ist bekannt dafür, innovative Technologien für Luft- und Raumfahrt zu unterstützen.
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Orbital ATK testet seine 3D-gedruckten Sprengköpfe für Hyperschallwaffen. Wie das Unternehmen bekannt gab fanden die Tests in einem gesicherten Bereich in der Wüste Texas statt. Der 3D-Drucker wurde eingesetzt, um Herstellungszeit und Produktionskosten zu reduzieren.
Seit einiger Zeit testet die United State Air Force Materialien, die mittels keramischer Additive hergestellt werden. Ziel ist es, diese für Hyperschallflugzeuge anzuwenden. Das Siliziumoxycarbid soll gemeinsam mit HRL Laboratories entwickelt und erforscht werden. Die Leistungsfähigkeit der SiOC-Materialien im Rahmen additive Fertigung wäre ideal für derartige Flugzeuge.
Das neue Turboprop Triebwerk von GE Aviation, der GE Catalyst, wird seit Dezember genau geprüft. Die Teile dazu werden in einem Technologiecenter in Cincinnati gedruckt. Die Cessna Denali soll als erstes mit diesem Triebwerk ausgestattet werden, welches zu großen Teilen aus einem 3D-Drucker stammen. Die Ingenieure von GE Aviation können dank der 3D-Drucktechnologie für den GE Catalyst 855 Einzelteile in nur 12 kombinieren.
Mit dem Joint Venture der FIT Gruppe und der Nik Ltd. wird eine neue Epoche im additiv unterstützten Flugzeugbau eingeläutet. Ziel ist es, fortan die Bauteile für Luft- und Raumfahrt mittels additiver Fertigung herzustellen. Zur Zeit wird an Teams für Design und Engineering gearbeitet.
Der Luftfahrtriese Boeing hat eine sechsjährige Partnerschaft mit dem Schweizer Unternehmen Oerlikon gestartet, mit dem Ziel der Standardisierung von 3D-Druckverfahren und Entwicklung neuer 3D-Drucker-Materialien, die den hohen Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie gerecht werden. Es wird außerdem versucht, die additive Fertigung struktureller Titan-Luftfahrtteile voranzutreiben.