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).
Das Luft- und Raumfahrt-Unternehmen StarHagen ist mit dem Kauf eines Velo3D-3D-Druckers gleichsam dem Velo3D Contract Manufacturer Network beigetreten. Neben dem neuen Sapphire-3D-Drucker verfügt StarHagen zudem über einige CNC-Bearbeitungsmaschinen. Wir fassen das Wichtigste zum Thema zusammen.
Das US-Unternehmen Boeing, der zweitgrößte Hersteller von Luft- und Raumfahrttechnik, und Northrop Grumman, ein amerikanischer Hersteller von Rüstungstechnik, schließen sich dem AM-Forward-Programm an. Das von der Biden-Regierung unterstützte Programm hat es sich zum Ziel gesetzt, kleineren in den USA ansässigen Zulieferern, dabei zu helfen, den Einsatz des 3D-Drucks zu steigern.
Der Airbus-Partner Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH hat ein besonders komplexes Bauteil für das Passagierflugzeug Airbus A350 erfolgreich mit Metall-3D-Drucker hergestellt und geliefert. Schon in der Vergangenheit haben Airbus und Liebherr-Aerospace zusammengearbeitet, um die Vorteile des 3D-Drucks für Flugzeuge zu nutzen. Wir fassen das Wichtigste zu diesem Thema zusammen.
Das Metall-3D-Druck-Unternehmen VulcanForms hat durch Investoren 355 Mio. USD erhalten und nun einen Wert von 1 Mrd. USD erreicht. VulcanForms baut und betreibt eine fortschrittliche digitale Fertigungsstruktur im industriellen Maßstab. Dazu hat es unter anderem zwei Produktionsanlagen in Massachusetts eröffnet.
Das US-amerikanische Luftfahrtunternehmen Collins Aerospace hat kürzlich sein neues 3D-Druck-Zentrum in Monroe, North Carolina eröffnet. In dem Collins Aerospace Additive Manufacturing Center befinden sich derzeit zwei industrielle 3D-Drucker. Das Unternehmen ist vor allem für seine MRO-Arbeiten an Flugzeugen bekannt und bietet außerdem Dienstleistungen an Flugzeugen am Boden an. Beide Bereich sollen mit dem 3D-Druck noch effizienter möglich sein.
Das 3D-Druck-Unternehmen InssTek aus Korea hat eine seiner neuesten Entwicklungen vorgestellt, die dem Unternehmen mit seinen verschiedenen 3D-Druck-Technologien gelungen sind. Zum Beispiel wurde ein 3D-gedrucktes künstliches Hüftgelenk erfolgreich hergestellt und von der FDA zugelassen. Außerdem konnte InssTek erfolgreich mit 3D-Druck eine skalierte Raketendüse aus mehreren Materialien für die Luft- und Raumfahrt drucken.
Lufthansa Technik setzt auf die SLA-3D-Drucker von Formlabs sowie das Kunstharz Clear Resin, um mit 3D-Druck Komponenten für den Einsatz in der Luftfahrt herzustellen. Die in diesem Fall benötigten Düsen wurden dabei deutlich schneller und flexibler als mit den bisher verwendeten Methoden angefertigt. Wir stellen den Einsatz von 3D-Druck bei Lufthansa Technik einmal genauer vor.
Das europäische Luft- und Raumfahrtunternehmen Airbus und die ESA planen mit dem Metal3D einen ersten Metall-3D-Drucker auf der Raumstation ISS zu installieren. Damit will das Unternehmen erstmals den 3D-Druck von Metallobjekten im Weltraum möglich machen. Langfristiges Ziel ist es, unter anderem Satelliten im All zu recyceln und daraus neue Komponenten im All zu drucken.
Forscher aus Japan von der Kyushu University haben zusammen mit Partnern nach einer Methode gesucht, um mit 3D-Druck Einkristall-Strukturen aus reinem Nickel herzustellen. Dazu verwendeten sie als 3D-Druckverfahren das selektive Laserschmelzen. Einkristall-Strukturen aus Hochtemperaturmetallen wie Nickel eignen sich besonders gut für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und eröffnen ganz neue Anwendungsmöglichkeiten für die additive Fertigung.
Die Lufthansa Technik und Premium AEROTEC haben eigenen Angaben zu Folge das weltweit erste, mit einem 3D-Drucker hergestellte, lasttragende Metallteil hergestellt. Das Bauteil wurde für den Einsatz im Flugzeug zugelassen und zeigt, dass auch strukturrelevante Metallteile für den Einsatz außerhalb der Kabine additiv gefertigt und für den Flugbetrieb durch die EASA zugelassen und luftfahrtzertifiziert werden können. Ein Meilenstein in der additiven Fertigung für die Luftfahrtindustrie.
Das Desktop Metal Tochterunternehmen Aidro aus Italien hat sich erfolgreich als Lieferant von mit 3D-Druck hergestellten Komponenten für Leonardo Helicopters qualifiziert. Es ist eines von zwei Unternehmen, das diese Qualifizierung erreicht hat. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Forscher am Fraunhofer IPA untersuchen die Wiederverwendung von 3D-Drucker-Materialien für neue 3D-Druck-Anwendungen in der Luftfahrt. Ihr Ziel ist es, dass recyceltes Material wieder eingesetzt werden kann, ohne dass die Qualität der 3D-gedruckten Komponenten reduziert wird. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Südkoreanische Forscher der Korea Maritime and Ocean University haben einen Weg gesucht, wie sie Defekte in Hochleistungsmaterialien, die oft rauen Bedingungen standhalten müssen und beim 3D-Druck auftreten können, vermieden werden können. In ihrer Studie konnten die Wissenschaftler durch die Steuerung des Mischungsgradienten der Komponentenmaterialien in funktional abgestuften Materialien die mechanischen Eigenschaften verbessern. Wir fassen die Arbeit zusammen.
Die beiden Unternehmen Morf3D und 6K Additive geben ihre Zusammenarbeit in der Qualifizierung von Metallpulvern für die additive Fertigung bekannt. Die Partnerschaft soll die Zulassung von 6K Additive Materialien für die Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigungsanwendungskunden von Morf3D zulassen. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Die NASA hat mit der GRX-810-Metalllegierung ein neues 3D-Druck-Material für Anwendungen in Hochleistungssystemen der Luft- und Raumfahrt vorgestellt. Das Material soll Temperaturen von über 1090 °C standhalten. Um die Leistung des Materials zu erreichen, hat die NASA die 3D-Druck-Technologie mit thermodynamischer Modellierung kombiniert.
Das Elektronikunternehmen CAES hat in Exeter, im britischen New Hampshire, ein neues Hochfrequenz-Additive-Manufacturing-Labor eröffnet. Das Labor unterstützt die Partnerschaft des Unternehmens mit dem Anbieter von 3D-Druck-Technologie für HF-Anwendungen SWISSto12. Geplant ist die Entwicklung additiver Fertigungslösungen für die Luft- und Raumfahrt sowie die Verteidigungsindustrie.
GE Aviation Engine Services Singapore (GE AESS) verfügt eigenen Angaben zu Folge über das weltweit erste Wartungs-, Reparatur- und Überholungswerk für die Durchführung von Metall-3D-Druck-Reparaturen an Strahltriebwerkskomponenten. Teile werden dort einzeln individuell angepasst und repariert. In dem Werk wird mit Concept Laser M2-3D-Druckern von GE Aviation gearbeitet.
CATEC ist verantwortlich für die Konstruktion und Produktion des hinteren Rumpfs des vom Unternehmen Airbus Helicopters entwickelten, experimentellen Hochgeschwindigkeits-Flugschraubers RACER. Der RACER erreicht eine Reisegeschwindigkeit von 400 km/h. Damit eignet er sich für den Einsatz als Flugzeug für medizinische Notfalltransporte sowie Such- und Rettungseinsätze und muss äußersten Belastungen standhalten.
Das italienische Unternehmen Caracol hat die AS/EN 9100:2018-Zertifizierung für seinen robotergestützten additiven Fertigungsprozess im großen Maßstab für die Produktion von Luft- und Raumfahrtteilen erhalten. Die Technologie bietet Unternehmen eine kostensparende Lösung, verkürzte Produktionsvorlaufzeit und begrenzt Produktionsabfall auf ein Minimum, verspricht das 3D-Druck-Unternehmen. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Das israelische 3D-Druck-Unternehmen MASSIVit 3D unterzeichnet eine strategische Kooperationsvereinbarung mit dem Luftfahrtunternehmen Kanfit. Kanfit erhält im Rahmen der Zusammenarbeit den Großformat-3D-Drucker Massivit 10000. Wir stellen die Pläne beider Unternehmen einmal genauer vor.