Suchen

Autodesk und Airbus Zukunft der Flugzeugfertigung: Baugruppen werden generativ gefertigt und in 3D gedruckt

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Verkehrsflugzeughersteller Airbus und Design-Softwareentwickler Autodesk, haben gemeinsam die bisher weltweit größte Kabinenkomponente für ein Verkehrsflugzeug konstruiert und im 3D-Druckverfahren hergestellt.

Firmen zum Thema

Autodesk und Airbus: Die beiden Unternehmen haben in einer Kooperation das weltweit größte, 3D-gedruckte Bauteil entwickelt und erstellt. Das Bauteil trennt den Passagierraum von der Bordküche ab und soll zunächst in einem Airbus 320 zum Einsatz kommen
Autodesk und Airbus: Die beiden Unternehmen haben in einer Kooperation das weltweit größte, 3D-gedruckte Bauteil entwickelt und erstellt. Das Bauteil trennt den Passagierraum von der Bordküche ab und soll zunächst in einem Airbus 320 zum Einsatz kommen
(Bild: Autodesk)

Das Gerüst der als „bionisches Element“ bezeichneten Flugzeug-Baugruppe basiert auf Algorithmen, die Zellstrukturen und Knochenwachstum simulieren. Die so generierten Bauteilstrukturen wurden dann in additiver Fertigung (3D-Druck) produziert. Dieser zukunftsweisende Design- und Herstellungsprozess ermöglicht es im Vergleich zu konventionellen Prozessen, Teile stabiler und gleichzeitig leichter zu fertigen.

Die so hergestellte Baugruppe trennt den Passagierraum von der Bordküche des Flugzeugs und trägt die Klappsitze für das Bordpersonal. Wie bei vielen Flugzeugteilen werden auch an eine solche Wand hohe Anforderungen in puncto Design und Aufbau gestellt, einschließlich exakter Ausschnitte und Montagepunkte sowie Gewichtsgrenzen, weshalb sich der generative Designansatz dazu besonders eignet.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 12 Bildern

Innovative Materialien und Produktionsmethoden sparen Treibstoff

Ein geringes Gewicht spart in der Luftfahrt Kerosin. Mit seiner hochstabilen, aber extrem leichten Mikrogitterstruktur ist das bionische Element 45 % (30 kg) leichter als herkömmliche Baugruppen dieser Art. Bezogen auf die gesamte Kabine der noch zu fertigenden Flugzeuge vom Typ Airbus A320, rechnet Airbus durch den neuen Entwicklungs- und Fertigungsansatz mit einer Einsparung von 465.000 Tonnen CO2 pro Jahr – was einem Rückgang von jährlich 96.000 Autos auf den Straßen entspricht.

Das bionische Element besteht aus einer Aluminium-Magnesium-Scandium-Legierung der zweiten Generation namens Scalmalloy. Diese stammt von APWorks, einer auf additive Fertigung und Spezialwerkstoffen ausgerichteten Airbus-Tochter. Scalmalloy wurde im Hinblick auf die Herstellung von 3D-gedruckten Strukturen entwickelt und soll herausragende mechanische Eigenschaften bieten: Es dehnt sich, bevor es bricht. Dieses Material ist jetzt erstmals im größeren Rahmen in einer Flugzeugkomponente zum Einsatz gekommen.

Rechenleistung in der Cloud ermöglicht generatives Design

Weil sich mittels Cloud-Computing viele Zentraleinheiten (CPU) zu einem großen Rechenwerk verbinden lassen, können bei der generativen Gestaltung auf Basis von Vorgaben und Regeln viele Entwicklungsalternativen durchgespielt werden – die ohne weiteres in die Hunderte oder Tausende gehen können. Dadurch eröffnen sich oft neue Wege, die selbst erfahrene Entwickler nicht in Betracht gezogen hätten, die aber die Qualität und Leistung verbessern. Solche Formen sind mit herkömmlichen Fertigungsmethoden oft nicht mehr herzustellen, weshalb additive Methoden wie der 3D-Druck für den Erfolg von generativem Design eine entscheidende Rolle spielen.

„Generatives Design, additive Fertigung und die Entwicklung neuer Materialien verändern die Fertigung. Innovative Hersteller wie Airbus zeigen, was in dieser neuen Welt möglich ist“, sagt Jeff Kowalski, Chief Technology Officer von Autodesk. „Das vorgestellte Element ist nicht nur ein interessantes, hypothetisches Experiment, sondern eine komplett funktionsfähige Baugruppe, die künftig in Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen kann. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit bei der Entwicklung von neuen Komponenten und Designs für aktuelle und zukünftige Flugzeugmodelle.“

Peter Sander, Vice President Neue Technologien und Konzepte bei Airbus, erläutert: „Bei Airbus wollen wir die Grenzen neuer Technologien erweitern und suchen dabei immer nach noch innovativeren Lösungen. Die Zusammenarbeit mit Autodesk, APWorks und Concept Laser hat sich als sehr erfolgreich erwiesen. Autodesk verfügt über die Technologie für generatives Design und große Kompetenz bei der additiven Fertigung, was grundlegend ist, um großartige, innovative Konzepte in echte Produkte zu wandeln. Diese Technologien werden letztendlich die Art revolutionieren, wie wir Flugzeuge entwickeln und fertigen. Gleichzeitig verbessern sie die Treibstoffeffizienz, den Komfort für die Passagiere und die Ökobilanz des Flugverkehr im Allgemeinen.“

Die erste Testphase der neuen Baugruppe sei bereits erfolgreich abgeschlossen. Nächstes Jahr sollen weitere Tests folgen, einschließlich eines Testflugs.

Das bionische Element wurde gemeinsam von Autodesk, Airbus, APWorks und dem Autodesk-Entwicklungsstudio The Living entwickelt. The Living hat sich auf die Nutzung generativer Designs und neuer Technologien in unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen spezialisiert.

MM

* Weitere Informationen: Autodesk GmbH, 81379 München

(ID:43791366)