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Als EASA 21.J-zertifiziertes Entwicklungsunternehmen hat sich Stirling Dynamics schon immer durch die Entwicklung von Out-of-the-Box-Lösungen für Verkehrsflugzeuge hervorgetan – allem voran in der additiven Fertigung. Die Beispiele reichen von seinem einzigartigen Sitzblocker über das Dado-Panel-Reparaturkit bis hin zu Reparaturlösungen für Flugzeugsitze. Ein Blick in die Konstruktionsabteilung von Stirling Dynamics zeigt, wie man dort bei der Erkennung von 3D-Druck-Anwendungen, der Marktevaluierung und dem Testen vorgeht.
Inhaltsverzeichnis
1. Ist eine Anwendung für den 3D-Druck geeignet?
2. Interner Prozess zur Bewertung jedes potenziellen 3D-Druck-Projekts
3. Nische gefunden: Sitzblockierer von Stirling Dynamic
4. Gleiches Produkt, mehr Funktionalität
5. Prozess endet nicht mit der Produktion
6. Ausblick: Was kommt als Nächstes?
Das breit gefächerte Portfolio des Unternehmens Stirling Dynamics deckt alles ab, von Kabinenteilen mit geringem Kritikalitätsgrad bis hin zu Elektronik und Avionik, und spiegelt die vielfältigen Fähigkeiten und den einzigartigen Ansatz zur Problemlösung in der additiven Fertigung wider.
Für Henryk Bork, Head of Aviation bei Stirling Dynamics, beginnt dieser Ansatz mit Leidenschaft. „Unser Kernangebot ist Design und Zertifizierung, aber der Spaß kommt, wenn wir mit der Produktentwicklung beginnen. Das ist das, was man anfassen und fühlen kann“, erklärt er uns. „Das ist der Punkt, an dem wir unsere Kunden begeistern können, denn wir sind Experten für Nischen- und maßgeschneidertes Produktdesign. Wann immer sie mit der Leistung, der Vorlaufzeit oder den Kosten eines OEM-Teils unzufrieden sind, nehmen wir gerne die Herausforderung an, dies zu verbessern – das ist unser Antrieb.“
Ist eine Anwendung für den 3D-Druck geeignet?
Ein wichtiger Teil der Problemlösung besteht darin, zu wissen, welche Materialien und Technologien für die jeweilige Aufgabe geeignet sind. Bork hat ein feines Gespür dafür bewiesen, wann und wo der 3D-Druck eingesetzt werden sollte. Das Unternehmen nimmt die Erkennung von Anwendungen ernst, insbesondere bei der Entwicklung von Produkten für die Luft- und Raumfahrt, und folgt einem strengen internen Prozess zur Bewertung jedes potenziellen Projekts.
Interner Prozess zur Bewertung jedes potenziellen 3D-Druck-Projekts
„Wir haben diesen Prozess aus mehreren Gründen entwickelt. Nicht alles wird zu einem 3D-Druck-Projekt, und wir müssen sehr vorsichtig sein. Ein Teil zu entwickeln und es bis zur EASA-Form-1-Zulassung zu bringen, ist ein sehr zeitaufwändiger Prozess für alle Beteiligten“, sagt Bork. „Wir müssen zunächst prüfen, ob der 3D-Druck anwendbar ist, und dann unsere interne Richtlinie berücksichtigen, wonach ein Teil niemals kopiert werden darf.“
Bild: Stirling Dynamics
Dieser Ansatz kommt allen zugute, von Stirling Dynamics bis hin zu seinen Kunden und Lieferanten. Beispiele wie das Dado-Panel-Reparaturset beweisen, dass es mehr als nur Worte sind – reparieren statt ersetzen. Neu erfinden statt neu erschaffen.
Ursachenanalyse
„Wir wollen sicherstellen, dass wir das Produkt, an dem wir arbeiten, immer verbessern. Deshalb beginnen wir mit einer Ursachenanalyse, um zu verstehen, warum der Kunde mit dem Teil Probleme hatte“, erklärt er. „Es kann mehrere Gründe geben – es kann die Vorlaufzeit sein, aber am wahrscheinlichsten ist, dass es mit der Leistung zusammenhängt, also mit Brüchen oder Rissen.“
Business Case
Ebenso wichtig ist die Entschlossenheit von Stirling Dynamic, den Business Case hinter jedem Projekt zu bewerten. Auf die Ursachenanalyse folgt eine Machbarkeitsstudie, ein Prozess, der laut Bork durch die Partnerschaften mit Materialise und Proponent stark gefördert wurde.
„Wir haben gelernt, dass unsere Leads für den Aufbau unseres Use-Case-Katalogs großartig sind, aber nicht immer ein Business Case dahinter steht. Aber wir können beispielsweise unsere Beziehung zu Proponent nutzen, um unsere zertifizierten Lösungen allen Betreibern zur Verfügung zu stellen, die sie benötigen“, so Bork weiter. „Wenn wir Kunden mit ähnlichen Bedürfnissen finden, ist das ein klares Indiz dafür, dass es ein Potenzial gibt, dass es einen Schmerzpunkt gibt, der es wert ist, gelöst zu werden, dass es eine Nische gibt, um dieses Teil zu produzieren und es einem größeren Publikum zugänglich zu machen.“
Nische gefunden: Sitzblockierer von Stirling Dynamic
Der Sitzblockierer von Stirling Dynamic ist ein gutes Beispiel für diesen Ansatz. Ursprünglich wurde er während der COVID-19-Pandemie entwickelt, um den Fluggesellschaften zu helfen, Kosten zu sparen, indem die Sitze effektiv aus den Plänen entfernt werden, ohne dass sie physisch aus dem Flugzeug entfernt werden, aber das Team hat ihn jetzt für einen neuen Markt umgewidmet.
„Mit dem Ende der Pandemie änderte sich die Anwendung des Produkts. Jetzt können unsere Kunden ihren Passagieren mehr Komfort bieten, indem sie aus einer Reihe von drei Sitzen zwei machen“, sagt Sergey Gettinger, Chief Design Engineer bei Stirling Dynamics. „Wir haben an einem neuen Design gearbeitet, es in der Testphase getestet und mit der Fertigung begonnen. Die Form entspricht in etwa der des Originals, aber wir haben die Einsätze und die Becherhalter verbessert.“
Evaluierung: Gleiches Produkt, mehr Funktionalität
Die erste Generation des würfelförmigen Sitzblockers von Stirling Dynamic mit blauem Leder und einem schwarzen 3D-gedruckten Becherhalter auf der Oberseite. Auf der Vorderseite steht in fetten roten Buchstaben „Seat Not In Use“.
Die neueste Version hat sich sowohl im Design als auch in der Ästhetik weit vom Original entfernt. Dokumententaschen und abnehmbare 3D-gedruckte Steckplätze für Ladegeräte, Geräte und Becher sind die bemerkenswertesten Neuerungen. Als EASA Part 21.G-zertifizierter Inhaber des Production Organization Approval (POA) ist Materialise zertifiziert, flugfertige Teile wie diese zu produzieren, mit einer Vorlaufzeit von nur drei Wochen für diese speziellen Komponenten.
Jedes Teil ist in einen starken Schaumstoff eingebettet, der dafür sorgt, dass der Sitzblocker seine Form behält, während er gleichzeitig das Verletzungsrisiko bei einem Sturz ausschließt und das Gewicht auf ein Minimum reduziert – nur 1,5 kg. Das gesamte Teil ist aus handgefertigtem Leder gefertigt, das in verschiedenen Farben erhältlich ist. Das Wichtigste ist, dass es mit der Form-1-Zulassung hergestellt wird, wodurch es offiziell auf jedem Flugzeugsitz installiert werden kann.
Die Kombination aus 3D-Druck und handgefertigtem Leder lässt den Kunden von Stirling Dynamic viel Spielraum für individuelle Anpassungen – ein wichtiger Vorteil für ein Teil, das in der Flugzeugkabine einen so hohen Stellenwert hat.
„Wir können zu jedem Kunden gehen und ihn die Farbe und den Druck des Leders auswählen lassen“, erklärt Henryk Bork. „Aber noch besser sind die Optionen für die Einsätze. Sie können wählen, ob sie getrennt oder kombiniert werden, um zum Beispiel Platz für ein Mobiltelefon zu schaffen, oder ob ihr Logo in das Design integriert wird. Das macht den 3D-Druck sehr attraktiv – mit einem anderen Verfahren wären die Werkzeugkosten nicht zu stemmen. Es gibt keine anderen Optionen, wenn wir dieses Teil auf den Markt bringen wollen, weil die Kosten für das wiederkehrende Teil angemessen sind. Ansonsten bräuchten wir eine Mindestbestellmenge, und das ist sehr schwierig, wenn man in einer Nische anfängt.“
Prozess endet nicht mit der Produktion
Der Sitzblocker ist zwar das jüngste in einer langen Reihe von Produkten, die die Problemlösungskompetenz und Kreativität von Stirling Dynamics unter Beweis stellen, doch der Ansatz, der dahinter steckt, ist wichtig:
Der gesamte Prozess ist ein Beispiel für Unternehmen, die sich fragen, wie sie den 3D-Druck erfolgreich einsetzen können, und er endet nicht mit der Produktion. Sobald das Teil fertig ist, bezieht Stirling Dynamic die Kunden durch einen dreistufigen Testprozess mit ein, der die Qualität verbessert, Vertrauen schafft und hilft, wertvolle Daten für die Branche zu sammeln. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der Einsatz von 3D-gedruckten Teilen für bestimmte Anwendungen noch relativ unbekannt ist.
„Unser Angebot an den Kunden ist immer auf drei Stufen des Feedbacks und der Verbesserung abgestimmt“, erklärt Bork. „Wir schicken Prototypen, um sicherzustellen, dass Passform, Form und Funktion garantiert sind und den Erwartungen entsprechen. Da es sich um einen 3D-Druck handelt, können wir alles, was angepasst werden muss, leicht anpassen und eine weitere Schleife machen, dann vereinbaren wir eine Probezeit von einem bis drei Monaten. Diese Versuchsreihe liefert uns beiden Informationen, die wir nicht haben: Wie verhält sich das Produkt bei Ermüdung und während des Betriebs, z. B. bei Vergilbung durch Sonneneinstrahlung? All das prüfen wir, bevor wir das Bauteil fertig stellen, und nehmen so einen Teil des Risikos aus dem Weg, das mit der Einführung einer neueren Technologie wie dieser verbunden ist.“
Ausblick: Was kommt als Nächstes?
Der Ansatz von Stirling Dynamics bei der Problemlösung, das Wissen darüber, wann und wie der 3D-Druck eingesetzt werden sollte, und die äußerst wichtigen Zertifizierungen haben dazu beigetragen, dass das Unternehmen mehrere Teile mit geringem Schwierigkeitsgrad für kommerzielle Fluggesellschaften liefern konnte. Ihre Lösungen haben sich für Anwendungen wie Reparaturen, Ersatzteile und Kabinenausstattung bewährt. Doch wie sehen sie die Zukunft des 3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrt?
„Wir freuen uns sehr auf die Zusammenarbeit mit Materialise beim Metall-3D-Druck für die Luft- und Raumfahrt. Das wird ein weiterer Wendepunkt sein, und mir fehlt es nicht an Fantasie“, antwortet Bork. „Es könnte sehr interessant sein, wenn es um strukturelle Reparaturen und andere Lösungen geht, die es noch nicht gibt. Das erfordert Zeit, Forschung, Entwicklung und Budget – aber mit Materialise und Proponent haben wir die richtigen Partner, um es zu schaffen.“ (eve)
