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 3D-Druck-Unternehmen SLM Solutions aus Lübeck in Schleswig-Holstein und Safran Landing Systems, ein internationales Luftfahrtunternehmen, untersuchen die Möglichkeit, wichtige und große Komponenten mit dem selektiven Laserschmelzen (SLS) 3D-Druckverfahren drucken zu können. Für die Bugfahrwerkkomponente wollen sie den 3D-Drucker SLM 800 verwenden. Die Unternehmen rechnen mit 15% Zeit- und Gewichtseinsparungen.
Das schwedische Verteidigungsunternehmen Saab Group prüft die Verwendung von 3D-Druck für Ersatzteile von Flugzeugen der schwedischen Luftwaffe. Dabei hat Saab bereits Elemente für ein Gripen-E-Flugzeug mit einem 3D-Drucker hergestellt und getestet. Auch ein mobiler 3D-Druck-Container, wie ihn bereits das australische Militär testet, für Einsätze fernab der Basis ist geplant.
Der US-amerikanische Maschinenhersteller Ingersoll Machine Tools hat mit dem MasterPrint-3D-Drucker den eigenen Angaben zufolge weltweit größten Polymer-3D-Drucker entwickelt. Dieser half dem Luftfahrtunternehmen Bell Textron jetzt bei der Fertigung riesiger Trimmwerkzeuge für Rotorblätter. Mit einer Druckzeit von 75 Stunden bei über einer halben Tonne ABS-3D-Druck-Material sparte Bell Textron nicht nur sehr viel Herstellungszeit sondern auch Materialkosten.
Das in Großbritannien beheimatete Luftfahrtunternehmen Senior Aerospace BWT hat sich zukünftig für den Einsatz von additiver Fertigung entschieden. Dafür werden jetzt 3D-Drucker von Stratasys installiert. Senior Aerospace BWT geht davon aus einige Flugzeugbauteile künftig um 75% schneller herstellen zu können.
Das 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems hat gemeinsam mit Jabil Inc. die 3D-Druck-Plattform „High Speed Fusion“ und ein dazugehöriges Materialportfolio entwickelt. Laut den Herstellern decken die neuen Produkte den Bedarf an geringen Kosten und gleichzeitig hohem Durchsatz für den industriellen 3D-Druck sehr gut ab. Der neue 3D-Drucker Roadrunner soll ebenfalls ab 2022 ausgeliefert werden.
Der US-amerikanische 3D-Drucker-Hersteller Stratasys gab bekannt, dass das Unternehmen eine Vertragsverlängerung für die Produktion von 3D-gedruckten Polymerteilen für die Kabinenausstattung für Airbus-Flugzeuge erhalten hat. Der Vertrag wird dabei auf Ersatzteile für die Wartung, Reparatur und Überholung (MRO) sowie auf Bauteile für Flugzeugplattformen (wie A300, A330, A340 und A320) zusätzlich zum A350 ausgedehnt.
Britische Forscher verschiedener wissenschaftlicher Institutionen und Unternehmen, unter anderem von Boeing, AMRC und Intellegens, arbeiten im Rahmen des Projekts MEDAL gemeinsam daran 3D-Druck-Lösungen für die Fertigung von Endverbraucherteilen in der Luft- und Raumfahrt weiterzuentwickeln. Dabei werden sie von Algorithmen zum Maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz unterstützt. Mit optimierten Prozessen und Materialien soll die Additive Fertigung dieser kritischen Bauteile schneller und einfacher gelingen.
Das indische 3D-Druck-Unternehmen Intech Additive Solutionshat die Markteinführung seiner Großformat-Metall-3D-Drucker der Serie „iFusion LF“ angekündigt. Die industriellen 3D-Drucker dieser Serie ermöglichen mit einem Bauvolumen von 450 x 450 x 450 mm den 3D-Druck großformatiger Metallteile und sollen geringe Kosten pro produziertem Teil verursachen. Zu den ersten Kunden der iFusion LF-3D-Drucker zählt das indische Luft- und Raumfahrtunternehmen Poeir Jets.
Premium AEROTEC und GE Additive erreichten vor Kurzem die erfolgreiche Zertifizierung des 3D-Drucks von Titanbauteilen mit korrespondierenden Lasern. Damit haben die beiden Unternehmen einen weiteren Meilenstein für die additive Serienfertigung in der Luftfahrt erreicht. Weitere Schritte, um die additive Serienfertigung für ein erweitertes Teilespektrum attraktiv zu machen, sind geplant.
Auf dem 10. Aviation Forum wird der TÜV SÜD seine Leistungen in der additiven Fertigung, Zertifizierung, Umweltprüfung sowie im Bereich zerstörungsfreier Prüfungen vorstellen. Außerdem hält der Additive Manufacturing-Experte Gregor Reischle einen Vortrag in den Tech Talks des Konferenzprogramms. Wir stellen die Themen einmal genauer vor.
Boeing konnte das Thermoplast und auf PEKK-Basis entwickelte Polymer Antero 800NA von Stratasys für den Einsatz in der Luftfahrt qualifizieren. Nach langwierigen Tests im Rahmen des Qualifizierungsprozesses hat Boeing das Material in die Liste der „Qualifizierten Produkte“ (QPL) aufgenommen und kann somit ab sofort Flugzeugbauteile mit dem Material mit einem FDM-3D-Drucker herstellen.
Das 3D-Druckunternehmen Essentium hat einen mehrjährigen Vertrag mit der U.S. Air Force abgeschlossen. Geplant sind additive Fertigungslösungen für den Einsatz in der Luftfahrt, die bei gleichbleibender Qualität schnell und wirtschaftlich entstehen sollen. Vorrangig geht es um den Einsatz von 3D-Druck für Flugzeug- und Ersatzteile.
Der polnische 3D-Drucker-Hersteller Zortrax hat gemeinsam mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA an der Entwicklung einer 3D-Drucktechnologie für äußerst starke Verbundkomponenten aus zwei PEEK-Polymermischungen gearbeitet. Eine von der ESA bereitgestellte elektrisch leitfähige PEEK-Verbindung kann gleichzeitig mit Standard-PEEK eingesetzt werden. Die Optimierungen, die in diesem Zusammenhang für den Zortrax Endureal Industrie-3D-Drucker vorgenommen wurden, sind in der kommerziellen Version des 3D-Druckers bereits enthalten.
Vor einigen Jahren begann GE Aviation mit der Entwicklung des bis heute weltweit größten Jet-Triebwerks GE9X, welches zu Teilen aus mit einem 3D-Drucker hergestellt wird. Jetzt erhielt das GE9X-Triebwerk die wichtige FAA-Zertifizierung und geht damit den nächsten Meilenstein nach dem erfolgreichen Text Anfang des Jahres in einer Boeing 777X.
Boom Supersonic arbeitet seit Jahren an seinem Überschallflugzeug XB-1, welches zukünftig auch Passagiere befördern soll. Bei dem Flugzeug, welches aller höchsten physikalischen Belastungen gerecht werden muss, kommen auch über 20 Titanteile aus dem 3D-Drucker zum Einsatz. Nach dem Rollout des XB-1-Überschallflugzeugs vor einer Woche wird das Zusammenspiel der einzelnen Technologien und 3D-gedruckten Teile nun ausführlich getestet.
Das 3D-Druckunternehmen Optomec wird der U.S. Luftwaffe eine großvolumige Produktionsmaschine zur Wiederaufbereitung von Turbinentriebwerkskomponenten liefern. Außerdem soll das Unternehmen verschiedene kostspielige Abläufe optimieren, wie zum Beispiel die Vereinfachung der aufwendigen und kostspieligen Herstellung von Ersatzteilen alter Maschinen. Der Auftragswert beträgt 1 Millionen US-Dollar.
AM-2-Landebahnmatten unterstützen Flugzeuge, auf Ebenen zu landen, die dafür nicht geeignet sind. Ein Entwicklerteam der Purdue University und ITAMCO hat im Rahmen eines SBIR-Stipendiums der U.S. Regierung eine AM-2-Matte mit Hilfe des 3D-Druckverfahrens für die U.S. Air Force entwickelt, die bereits getestet wird. Wir stellen die Matte vor.
Nicht kritische Komponenten aus dem 3D-Drucker werden bereits in zahlreichen Flugzeugmodellen und in immer größerer Anzahl eingesetzt. Für flug- oder sicherheitskritische Komponenten benötigt der Hersteller eine Zertifizierung, da sie besonders hohen Qualitätsanforderungen unterliegen. Das US-amerikanische Unternehmen Honeywell erhielt jetzt eigenen Angaben zufolge die erste FAA-Zertifizierung für ein flugkritisches Bauteil aus dem 3D-Drucker.
30% der Bauteile für das neue Kampfflugzeug „Tempest“ sollen dem britischen Luftfahrtunternehmen BAE Systems zufolge mit industriellen 3D-Druckern hergestellt werden. Mit Einsatz von 3D-Druck konnte das Luftfahrtunternehmen eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis erreichen.
Israelische Studenten und Mitarbeiter des Israel Institute of Technology – Technion haben ein 3D-gedrucktes Flugzeug entwickelt. Das Flugzeug mit dem Namen A3TB soll bei der Untersuchung von Flugzeugdynamik und der Tragflächenflexibilität helfen. Im Mai konnte ein Testflug erfolgreich abgeschlossen werden.