Was sind die Vorteile des 3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrtfertigung?

Aug 12, 2023

Boeing geht davon aus, durch 3D-gedruckte Teile bei jeder seiner Boeing 787 zwei bis drei Millionen US-Dollar einzusparen.

Kürzlich hat Simple Flying die Gewichtseinsparungen des GE9X-Motors von General Electric durch die vom OEM eingesetzten additiven Fertigungstechniken (AM) hervorgehoben. Das Unternehmen kombinierte mehr als 300 Motorteile zu nur sieben durch computergestütztes Design (CAD) und 3D-Drucksoftware, die Maschinen anweist, spezielles Material Schicht für Schicht in präzisen geometrischen Formen aufzutragen. Der Vorgang wiederholt sich, bis das gesamte Teil erstellt ist.

Abhängig von den Festigkeitsanforderungen müssen die Teile umfangreiche Tests durchlaufen, bevor sie in die Motoren eingebaut werden. Fortschrittliche AM-Technologien wie Elektronenstrahlschmelzen (EBM) und direktes Metalllaserschmelzen (DMLM) treiben einen Großteil des AM-Wachstums voran. Diese Prozesse produzieren hochwertige Teile und funktionale Prototypen in der Luft- und Raumfahrt und darüber hinaus. In diesem Artikel werden die Anwendungen und Vorteile des 3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrtindustrie erläutert.

Der 3D-Druck ist keine neue oder innovative Technologie mehr in der Fertigung. Aufgrund seiner Vorteile in Bezug auf einfachere Prozesse und Gewichtseinsparungen wird es häufig in Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt. Teile für zivile und militärische Flugzeuge werden zu geringeren Kosten, schnelleren Vorlaufzeiten und viel geringerem Gewicht hergestellt. Die Technologie ermöglicht OEMs auch eine größere digitale Flexibilität bei ihren Designs, indem sie mehrere Prototypen herstellen und testen, bevor sie das Design finalisieren.

Die Airbus Services-Tochtergesellschaft Satair druckt Ersatzteile für die Flugzeuge der A320-Familie des europäischen Herstellers in 3D. Das 25 Jahre alte A320-Design kann mit metallbedruckten Ersatzteilen ausgestattet werden, die für die Einhaltung der Lufttüchtigkeit zertifiziert sind. Die 3D-gedruckten Teile wurden verwendet, als der ursprüngliche Lieferant der A320-Flügelspitzenzäune Herstellungsprobleme hatte.

Da das Flugzeug ohne das Teil nicht betrieben werden kann, hat Satair den Herstellungsprozess auf 3D-Drucker umgestellt, wodurch das Problem gelöst und das Risiko künftiger Engpässe beseitigt wurde. Felix Hammerschmidt, Leiter Additive Manufacturing Solutions bei Satair, sagte gegenüber Aviation Today:

„Da es ein Problem mit dem konventionellen Lieferanten gab, bestand das Risiko eines zukünftigen Versorgungsengpasses, der zum Flugverbot eines Flugzeugs hätte führen können. Durch die Umstellung des Teils auf additive Fertigung wurde das Problem gelöst und die Versorgung ist gesichert.“ noch Jahrzehnte."

Das Teil wird aus Titan hergestellt, einem häufig verwendeten Material für die additive Fertigung, das wiederholt bewiesen hat, dass es die internationalen Vorschriften zur Lufttüchtigkeitszertifizierung erfüllt.

Honeywell Aerospace, ein weiterer führender Luft- und Raumfahrthersteller, nutzt 3D-Druck für flugkritische Triebwerksteile. Diese Komponenten beherbergen Lager in und um die heißen Abschnitte einiger Honeywell-Motoren, einschließlich der ATF3-6-Turbofans. Ein Beispiel für den Einsatz dieser Motoren ist die Dassault Falcon 20G, die von der französischen Marine für Patrouillen- sowie Such- und Rettungsmissionen eingesetzt wird.

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GE Aviation nutzte 3D-Drucktechniken für verschiedene Triebwerksteile, darunter das Gehäuse des Kompressoreinlasstemperatursensors des GE90. Boeing will den Einsatz der additiven Fertigung für verschiedene Flugzeugteile und -baugruppen ausweiten. Durch den Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung von Teilen für seine 787 Dreamliner erwartet Boeing Einsparungen von etwa 2 bis 3 Millionen US-Dollar pro Flugzeug.

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Autor – Omar ist ein Luftfahrt-Enthusiast und hat einen Doktortitel. in Luft- und Raumfahrttechnik. Omar verfügt über zahlreiche Jahre Erfahrung in Technik und Forschung und möchte sich auf forschungsbasierte Luftfahrtpraktiken konzentrieren. Neben der Arbeit liebt Omar das Reisen, den Besuch von Luftfahrtstandorten und das Beobachten von Flugzeugen. Sitz in Vancouver, Kanada