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).
Die beiden australischen Unternehmen Nupress und SPEE3D stellen mit dem Metall-3D-Drucker WarpSPEE3D amphibische Flugzeugteile für das Unternehmen Amphibian Aerospace (AAI) her. AAI hat das Ziel, führend in der Entwicklung und Produktion von Amphibien-Luftfahrtfähigkeiten zu werden. Für den 3D-Druck der Teile setzt es daher auf den Metall-3D-Druck von SPEE3D.
Der australische Entwickler leistungsstarker elektrischer Vertical Take-Off and Landing-Flugzeuge (eVTOL) Alauda Aeronautics hat seinen neuen Airspeeder Mk4 angekündigt. Dieser ist mit einer mit 3D-Druck hergestellten Brennkammer ausgestattet und erzeugt nahezu keine Emissionen. Alauda beschreibt ihn als weltweit ersten elektrisch fliegenden Rennwagen mit Besatzung.
Forscher an der Universität Bayreuth nehmen am europäischen Großprojekt „Hecate“ teil. In diesem untersuchen 38 Forschungspartner aus ganz Europa die Möglichkeiten, den 3D-Druck für eine umweltfreundliche Luftfahrt einzusetzen. Die einzelnen Partner haben unterschiedliche Aufgaben, um das Ziel der „Clean Aviation“ zu verfolgen, das von der Europäischen Union mit mehr als 34 Mio. Euro gefördert wird.
Die Weber State University in Utah (USA) hat den 3D-Drucker CBAM-2 von Impossible Objects installiert. Mit dem neuen AM-System möchte die Universität die Forschung an Verbundwerkstoffen, vor allem für den 3D-Druck, vorantreiben. Das neue CBAM-3D-Druck-System wird vor allem für die Luft- und Raumfahrtforschung von Hochschulen, Verteidigungsunternehmen und ihren kommerziellen Partnern eingesetzt.
Forscher der Skoltech nutzten den 3D-Druck, um eine Bronze-Stahl-Legierung zu entwickeln. Die Wahl fiel auf Bronze und Stahl, weil sich die Eigenschaften der Materialien sehr gut ergänzen. Die neue Legierung ist vor allem für Luft- und Raumfahrt von Interesse.
Der Hersteller von Materialien für den 3D-Druck Chromatic 3D Materials hat in einer Mitteilung erklärt, dass sein Material 14 CFR vertikale Brenntests bestanden hat. Damit ist die Einhaltung von Antientflammbarkeitsstandards für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt belegt. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Das italienische Unternehmen BEAMIT hat einen Vertrag mit Leonardo Aircraft unterzeichnet, um Teile für die Luftfahrt mithilfe von 3D-Druck zu produzieren. Seit 2017 wurden bereits 100 Teile für die additive Fertigung qualifiziert. Wir fassen das Wichtigste dazu in diesem Beitrag zusammen.
Das belgische Unternehmen FLYING-CAM entwickelt und produziert unbemannte Hubschrauber. Zusammen mit dem 3D-Druck-Unternehmen CRP Technology aus Italien gelang ihnen jetzt der 3D-Druck eines Heckrotorgehäuses. Dabei wurde das Material Windform XT 2.0 verwendet. Die Umstellung auf 3D-Druck brachte FLYING-CAM Einsparungen bei Kosten und Zeit.
Der 101st Air Refueling Wing (ARW) der Maine Air National Guard nutzt einen Metall-3D-Drucker von Essentium und das Material Essentium PCTG für additive hergestellte Flugsteuerungsreparatur-Trainingshilfen. Die Trainingshilfen helfen traditionellen Gardisten bei der Aufrechterhaltung ihrer Kenntnisse. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Das italienische Luftmobilitätsunternehmen Jetson hat mit dem Jetson ONE ein teils mit 3D-Druck hergestelltes Elektroflugzeug vorgestellt. Dieses wurde unter anderem mit dem 3D-Drucker Lisa X von Sinterit gedruckt. Wir stellen das eVTOL-Fahrzeug mit dem Leichtbaukörper vor.
Das Technologieunternehmen Sintavia hat mit C103 proprietäre Materialparameter für die Hochleistungs-Legierung Niob entwickelt. Das Refraktärmetall ist für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sehr interessant, allerdings ohne umfangreiche Parameterentwicklung nur schwer additiv zu verarbeiten. Die C103-Parametern von Sintavia sollen das ändern.
Die chinesische Luftfahrtindustrie hat Berichten zu Folge damit begonnen den 3D-Druck bei der Herstellung und Verbesserung seiner Kampfjets einzusetzen. Damit soll unter anderem der Stealth-Kampfjet FC-31 zu einem trägergestützten Kampfjet umgewandelt werden. Ziel ist es, schnellere, leichtere und langlebigere Flugzeuge durch den Einsatz von 3D-Druck zu entwickeln.
Das Software-Unternehmen Hexagon hat gemeinsam mit dem Unternehmen Raytheon Technologies ein Softwaretool entwickelt, das die bestehende Software Simufact Additive von Hexagon erweitern soll. Das Tool hilft Anwendern dabei, 3D-Objekte zu simulieren, die Ergebnisse mit der Zielgeometrie eines Builds zu vergleichen und Fehler hervorzuheben. Da es der Benutzeroberfläche der bestehenden Simufact Additive Software ähnelt, entfallen langwierige und umfassende zusätzliche Schulungen. Wir stellen die Software einmal genauer vor.
America Makes vergibt an Boeing Research and Technology eine Direct Project Opportunity für das GAMAT-Projekt. Das soll die gezielte Projektmöglichkeit zur Entwicklung additiver Materialzulassungen für Ti-6AI-4V bieten. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Das französische Luft- und Raumfahrtunternehmen Safran hat im Südwesten Frankreichs einen Additive Manufacturing Campus eröffnet. In diesem möchte das Unternehmen forschen, entwickeln und Teile produzieren. Mit dem zunehmenden Einsatz von 3D-Druck möchte Safran zur Dekarbonisierung in der Luftfahrt beitragen.
Die beiden Unternehmen GKN Aerospace und Northrop Grumman erreichen einen Meilenstein bei der additiven Fertigung von Flugzeugstrukturkomponenten aus Titan. Mit einem 2,5 Meter langen Bauteil demonstrieren sie ihre neuesten Metall-3D-Druck-Fähigkeiten für großformatige Metallobjekte. Es handelt sich dabei um die bisher größte additiv gefertigte Flugzeugstruktur von GKN Aerospace.
PrintSky, das Joint Venture zwischen den Unternehmen Sogeclair und AddUp, wurde von Collins Aerospace ausgewählt, um an seinem Forschungsprogramm für eine neue Generation von Betätigungssystemen teilzunehmen. Für komplexe Systeme, wie eine elektrochemische Betätigung, ist die additive Fertigung ein geeigneter Ansatz, seine Produktion kostengünstiger und schneller zu gestalten.
Das US-Unternehmen Concurrent Technologies Corporation hat einen Auftrag des AFRL zum Bau der weltweit größten additiven Fertigungsmaschine erhalten. Der Groformat-3D-Drucker wird eine gemeinsame Entwicklung mit SLM Solutions NA sein. Der NXG XIIE soll eine größere Variante des NXG II 600 3D-Druckers werden.
Der Anbieter von Breitband-Konnektivitätsdiensten für Business-Jets, Gogo Business Aviation, wollte auf einer Luftfahrtmesse den Prototypen einer neuen Antenne vorstellen. Es erwies sich als sehr schwierig den richtigen Partner für das Prototyping zu finden, da der Zeitraum sehr knapp bemessenen war. Es blieb nur eine Woche. Das Unternehmen Quickparts konnte die Aufgabe schließlich mit 3D-Druck erfolgreich erfüllen.
Das Luftfahrtunternehmen Hermeus wird den 3D-Druck von Velo3D für die Herstellung von Komponenten für seinen Chimera-Motor und sein Quarterhorse-Flugzeug einsetzen. Dazu hat es die 3D-Drucker Sapphire und Sapphire XC erworben. Das Quarterhorse-Flugzeug soll in 2023 starten.