3D-gedruckt abheben! Die additive Fertigung bringt Schwung in die Luft- und Raumfahrt

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Boeing und Lufthansa, Heggemann und aufstrebende Startups sowie Forschungseinrichtungen wie DLR und das Fraunhofer IOF kommen zum Forum Aerospace am Eröffnungstag der 20. Rapid.Tech 3D.

Das Forum Aerospace wird nach Aussage des Veranstalters Messe Erfurt verdeutlichen, welche weiteren Industrialisierungsschritte das Additive Manufacturing (AM respektive die additive Fertigung (AF)) in der Luft- und Raumfahrt erreicht hat. Doch auch die Probleme, welche noch zu lösen sind, werden natürlich diskutiert, heißt es weiter. Mittlerweile ließen sich auch immer größerer Bauteile in wachsender Materialvielfalt additiv fertigen. Digitalisierung sei dabei ein wesentlicher Hebel, um noch präziser, schneller und effizienter zu fertigen. Das gelte für alle Glieder der Prozesskette. Viel Potenzial schlummere insbesondere noch bei der digitalen Qualifizierung und der Zertifizierung von AM-Teilen. Gelingt es dasselbe zu heben, wird das den gesamten Prozess nachhaltiger machen, erklärt Stephan Eelman, Director Research & Cooperation, bei Boeing Global Services. Das Mitglied des Rapid.Tech-3D-Fachbeirates verantwortet im Übrigen die inhaltliche Ausrichtung des Forums Aerospace.

Von gedruckten Kabinenteilen bis zur Qualitätssicherung

Es gibt etwa AM-Anwendungen für Flugzeugkabinen, die digitale Qualifizierung von AM-Bauteilen, die endkonturnahe Herstellung von Teilen mittels WAAM-Verfahren (Wire Arc Additive Manufacturing) sowie automatisierte Triebwerksreparaturen, die dabei im Zentrum der Vorträge zum Luftfahrtbereich stehen. Dr. Aenne Köster, Leiterin Additive Engineering und Fertigung bei Lufthansa Technik, spricht etwa über Entwicklung, Zulassung und Potenziale von AM-Bauteilen in der Flugzeugkabine. Lufthansa Technik nutzt die additive Fertigung sowohl für das Design als auch das Redesign von Kabinenbauteilen. Vor allem im Bereich der VIP-Flugzeugausstattung helfe die additive Fertigung dabei, auf Kundenbedürfnisse zugeschnittene Teile zu entwerfen. Und beim Redesign würden Teile nicht einfach nachgebaut, sondern zugleich in ihrer Funktion verbessert. Wie sich AM bei Boeing in Richtung digitaler Qualifizierung und Nachhaltigkeit entwickelt, ist Inhalt des Vortrags von Dr. Jazib Hassan, leitender AM-Ingenieur bei Boeing Research Technology Europe. Die digitale Qualifizierung von AM-Teilen erfordere aber einen integrierten Ansatz, der digitale Methoden, Simulationen und datengesteuerte Erkenntnisse nutzen sollte, um die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Leistung von AM-Komponenten zu gewährleisten. Hassan wird in seinem Vortrag insbesondere die Themen Simulation und Modellierung, Prozessüberwachung und -steuerung, Qualitätssicherung und Inspektion sowie Lebenszyklusmanagement von 3D-gedruckten Teilen aus Metallen fokussieren.

Größere Bauteile per WAAM-Verfahren drucken

Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Luftfahrt gewinnen material- und energieeffiziente additive Fertigungsmethoden weiter an Bedeutung, wie es weiter heißt. Sascha Berbalk vom Aerospace-Zulieferer Heggemann stellt deshalb das oben schon angesprochene WAAM-Verfahren vor, das sein Unternehmen weiterentwickelt und industrialisiert hat, um damit größere Bauteile mit weniger Materialeinsatz endkonturnah und generativ herzustellen. Für eine reproduzierbare luftfahrttaugliche Qualität spiele dabei die Digitalisierung der gesamten Prozesskette vom 3D-Modell bis zum digitalen Zertifikat eine wesentliche Rolle. Und dass eine digitalisierte automatisierte AM-Prozesskette dazu beiträgt, Reparaturen an Triebwerkskomponenten zu beschleunigen, zeigen die Ausführungen von Simon Feicks von Additive Stream. Das Start-up fokussiert sich dabei auf Instandhaltungsdienstleistungen mit Verfahren wie Laser Powder Bed Fusion (LPBF) und Direct Energy Deposition (DED). Man hat dafür sogar Hard- und Softwarsysteme entwickelt.

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