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).
Zusammen mit SIA Engineering Company hat der 3D-Druck-Spezialist Stratasys die Gründung von einem 3D-Druck Service-Center für Luftfahrt angekündigt. Das Center für additive Fertigung soll in Singapur entstehen und sich zunächst auf die Vor-Ort-Fertigung von Werkzeug und Komponenten für Innenkabinen konzentrieren.
Der Werkstoffwissenschaftler Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf von der Universität Kassel hat eine neue Stahllegierung für den 3D-Druck entwickelt, die eine hohe Schadenstoleranz aufweist und so künftige gedruckte Produkte sowohl sicherer als auch zuverlässiger machen wird. Vor allem die Luft- und Raumfahrt aber auch die Automobilindustrie können von den spannenden Forschungsergebnissen profitieren. Wir stellen die Arbeit von Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf einmal genauer vor.
Ramaco Carbon, ein Kohleunternehmen, aus Wyoming, wird dank einer Produktionspartnerschaftsvereinbarung mit Carbon künftig 3D-gedruckte Bauteile mit Kohlenstoff aus Kohle für Autos oder Flugzeuge herstellen. Zum Einsatz kommt die CLIP-Technologie, die dem Unternehmen bereits zu dreistelligen Millionenbeträge an Investments beschert hat.
Zare, ein italienisches Feinmechanik-Unternehmen und spezialisiert auf Komponenten für die Luft- und Raumfahrtindustrie, hat mit dem SLM 280 2.0 einen 3D-Drucker vom deutschen Hersteller SLM Solutions in Betrieb genommen.
Die deutsche FIT AG und die russische NIK Ltd. haben eine Unternehmenskooperation beschlossen. Unter dem Joint Venture FITNIK sollen additiv gefertigte Bauteile für die russische für Luft- und Raumfahrtindustrie entstehen.
Zusammen mit Liebherr hat der 3D-Drucker-Hersteller EOS mit Hilfe von Metall-3D-Druck einen Ventilblock für die primäre Flugsteuerung für den Airbus A 380 entwickelt, der die gleiche Leistung wie das konventionelle Bauteil bietet aber 35 Prozent weniger Gewicht aufweist und aus weniger Einzelteilen besteht. In dieser Fallstudie stellen wir den gesamten Produktentwicklungsprozess einmal genauer vor.
Safran Helicopter Engines hat eine neue Gruppe von Hochleistungsmotoren mit dem Namen „Aneto“ entwickelt. In den leistungsstarken Aneto-Motoren befinden sich auch Komponenten, die mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Der französische Hersteller bezeichnet die Bauteile als besonders „leistungsstark und wartungsarm“.
Forscher von dem kalifornischen Unternehmen HRL Laboratories haben eine neue Technik für den 3D-Druck mit Aluminium entwickelt. Die Nanopartikel-Funktionstechnik wird als „Durchbruch“ bezeichnet und soll Automobil- und Luftfahrtunternehmen sowie Forschung und Verteidigung völlig neue Möglichkeiten mit 3D-Druck bieten. Hier wird das Verfahren einmal genauer vorgestellt.
Das US-Marinecorps arbeitet an der Entwicklung einer Scout-Drohne, die kostengünstiger ist als ein Apple iPhone X, und nutzt dazu den 3D-Druck. Der erste Prototyp wurde bereits fertiggestellt und getestet.
Mit dem Titanbauteil aus dem 3D-Drucker befindet sich nun erstmals ein additiv gefertigtes Bauteil in der Serienproduktion einer Airbus 350 XWB Passagiermaschine.
Bereits im Jahr 2012 wurde der Werkstoff Aerographit entwickelt. Nun haben ihn Forscher der TU Hamburg-Harburg und Mitarbeiter von Airbus für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrtindustrie getestet.
Das Unternehmen Stratasys Direct Manufacturing wurde vom Airbus mit dem 3D-Druck von Polymerbauteilen für den Airbus A350 XWB beauftragt. Welches Material zum Einsatz kommen soll und was sich der Flugzeughersteller davon verspricht, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Japans größtes Handelsunternehmen, die Mitsubishi Corporation, setzt verstärkt auf den 3D-Druck. Dazu ist das Unternehmen in der chinesischen Stadt Zhuhai zwei Kooperationsvereinbarungen eingegangen, die für Investitionen in ein neu zu gründendes 3D-Druck-Unternehmen in der Stadt sorgen.
Der Hersteller für Hochgeschwindigkeitsflugzeuge Boom Supersonic und der Hersteller für 3D-Drucker Stratasys haben eine technische Partnerschaft vereinbart. Im Rahmen der Kooperation soll zukünftig bei Boom der FDM-3D-Druck zum Einsatz kommen und gleich mit einem ganz besonderen Projekt starten.
Das israelische Unternehmen Eviaton Aircraft arbeitet an der Entwicklung des weltweit ersten vollständigen elektronischen Pendler-Flugzeugs und nutzt dafür hauptsächlich 3D-Druck-Lösungen von Stratasys. Aktuellen Planungen zufolge soll das erste Flugzeug in etwa vier Jahren abheben. Das Unternehmen gibt an in den letzten Jahren „Hundertausende US-Dollar sowie sechs Monate oder mehr Arbeitszeit“ mit 3D-Druck eingespart zu haben.
Die nächste Generation von Raumfahrzeugen, die ab dem Jahr 2030 ins Weltall steigt, wird wahrscheinlich von einem Raketenantrieb mit bahnbrechender Technologie in den Orbit befördert. Der hierzu wahrscheinlich verwendete Prometheus-Motor wurde vor Kurzem vorgestellt. Auch der Metall-3D-Druck spielt eine bedeutende Rolle.
Das britische Unternehmen Renishaw wird mit seiner Tochterfirma Renishaw Ibérica dem spanischen Futuralve Projekt beitreten. Geplant ist, dass die neuen Metall-3D-Drucker des Unternehmens dazu beitragen, Hochgeschwindigkeitsturbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrt produzieren zu können.
Das britische Unternehmen GKN Aerospace hat jetzt die erste erfolgreiche Flugprüfung einer 3D-gedruckten optischen Eisdetektorsonde (Optical Ice Detector Probe) bekanntgegeben. Diese wurde mit dem Atmospheric Research Flugzeug getestet.
Die aller zwei Jahre stattfindende Pariser Flugshow zählt zu den wichtigsten Messen der globalen Luft- und Raumfahrtindustrie. GE war maßgeblich an der Entwicklung der LEAP-Jet-Triebwerke beteiligt und kann auf dieser Messe bislang ein Neugeschäft von 31 Milliarden US-Dollar verbuchen.
Das im US-Bundesstaat Utah ansässige Unternehmen Optisys hat das Herstellungsverfahren für Metallantennen überarbeitet und nutzt für die Fertigung der Einzelteile oder auch der kompletten Antenne nun Metall-3D-Drucker von Concept Laser. Optisys konnte damit seinen gesamten Produktions- und Kostenplan erheblich optimieren.