Die Digitalisierung der AM-Prozesskette steht im Mittelpunkt des Forums Aerospace am Eröffnungstag der Rapid.Tech 3D am 14. Mai 2024 in Erfurt. Namhafte Flugzeughersteller und Luftverkehrskonzerne wie Boeing und Lufthansa, renommierte Zulieferer wie Heggemann, aufstrebende Startups wie AdditiveStream und ISPTech sowie innovative Forschungseinrichtungen wie DLR und Fraunhofer IOF werden aktuelle Entwicklungen zum industriellen 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt vorstellen.
Inhaltsverzeichnis
1. Design und Redesign von Kabinenbauteilen
2. Digitale Qualifizierung von AM-Teilen erfordert integrierten Ansatz
3. Größere Bauteile und schnellere Reparaturen mit AM
4. AM-Forschung für Anwendungen in der Raumfahrt
5. Fachkongress mit acht Industrie- und Wissenschaftsforen
„Das Forum wird verdeutlichen, welche weiteren Industrialisierungsschritte Additive Manufacturing in der Luft- und Raumfahrt erreicht hat, aber auch, welche Aufgaben noch zu lösen sind“, sagt Stephan Eelman, Director Research & Cooperation, Boeing Global Services. Das Mitglied des Messe-Fachbeirates verantwortet die inhaltliche Ausrichtung des Forums.
Mittlerweile ließen sich immer größerer Bauteile in wachsender Materialvielfalt additiv fertigen. „Digitalisierung ist ein wesentlicher Hebel, um hierbei noch präziser, schneller und effizienter zu werden“, betont Eelman. Das gelte für alle Glieder der Kette. Viel Potenzial ließe sich insbesondere noch bei der digitalen Qualifizierung und Zertifizierung von AM-Teilen erschließen. Das trage dazu bei, den gesamten Prozess nachhaltig zu gestalten.
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Design und Redesign von Kabinenbauteilen
AM-Anwendungen für Flugzeugkabinen, die digitale Qualifizierung von AM-Bauteilen, die endkonturnahe Herstellung von Teilen mittels WAAM-Verfahren sowie automatisierte Triebwerksreparaturen stehen im Zentrum der Vorträge zum Luftfahrtbereich. So spricht Dr. Aenne Köster, Leiterin Additive Engineering und Fertigung bei Lufthansa Technik, über Entwicklung, Zulassung und Potenziale von AM-Bauteilen in der Flugzeugkabine.
Demnach nutzt Lufthansa Technik die additive Fertigung sowohl für das Design als auch das Redesign von Kabinenbauteilen. Vor allem im Bereich der VIP-Flugzeugausstattung hilft AM, auf Kundenbedürfnisse zugeschnittene Teile zu entwerfen. Beim Redesign werden Teile nicht einfach nachgebaut, sondern zugleich in ihrer Funktion verbessert.
Digitale Qualifizierung von AM-Teilen erfordert integrierten Ansatz
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 erfordert einen integrierten Ansatz, der digitale Technologien, Simulationen und datengesteuerte Erkenntnisse nutzt, um die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Leistung von AM-Komponenten zu gewährleisten.
Dr. Hassan wird in seinem Vortrag insbesondere die Themen Simulation und Modellierung, Prozessüberwachung und -steuerung, Qualitätssicherung und Inspektion sowie Lebenszyklusmanagement von Metall-Additiv-Teilen betrachten.
Größere Bauteile und schnellere Reparaturen mit AM
Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Luftfahrt gewinnen material- und energieeffiziente additive Technologien weiter an Bedeutung. Sascha Berbalk von der Heggemann AG stellt das WAAM-Verfahren vor, das der Zulieferer weiterentwickelt und industrialisiert hat, um damit größere Bauteile mit weniger Materialeinsatz endkonturnah herzustellen. Für eine reproduzierbare luftfahrttaugliche Qualität spielt die Digitalisierung der gesamten Prozesskette vom 3D-Modell bis zum digitalen Zertifikat eine wesentliche Rolle.
Dass eine digitalisierte automatisierte AM-Prozesskette beiträgt, Reparaturen an Triebwerkskomponenten zu beschleunigen, zeigt Simon Feicks von Additive Stream in seinem Vortrag auf. Das Start-up fokussiert sich auf Instandhaltungsdienstleistungen mit Verfahren wie Laser Powder Bed Fusion (LPBF) und Direct Energy Deposition (DED) und hat dafür Hard- und Softwarelösungen entwickelt.
Fraunhofer-Forum auf der Rapid.Tech 3D hat gesamte AM-Kette im Blick
AM-Forschung für Anwendungen in der Raumfahrt
Einblicke in die DLR-Forschung im Bereich Laser-Pulverbettfusion und den Transfer zu Antriebsprodukten für die Raumfahrt geben Juri Munk vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Dr. Lukas Werling vom DLR-Spin-off InSpacePropulsion Technologies (ISPTech). Sie stellen unter anderem ein digitales Tool vor, mit dem Prozessüberwachungsdaten dreidimensional visualisiert und auf dem CAD des Teils abgebildet werden können. Durch diese und weitere Entwicklungen soll der Weg zur Kommerzialisierung umweltfreundlicher Antriebstechnologien beispielsweise für Satelliten geebnet werden.
Das AM-Potenzial für Metallspiegel und optische Komponenten für Raumfahrtanwendungen beleuchtet Dr. Nils Heidler vom Fraunhofer-Institut für angewandte Optik und Feinmechanik IOF. Dabei verweist er auf die Notwendigkeit einer äußerst präzisen und stabilen Gesamtfertigungskette bis hin zu unterschiedlichen Nachbearbeitungsschritten, um Defekte, Verunreinigungen oder Oberflächenrauheit auszuschließen.
Fachkongress mit acht Industrie- und Wissenschaftsforen
Neben dem Fachforum Aerospace offerieren weitere Foren des Rapid.Tech-3D-Fachkongresses Einblicke in aktuelle AM-Entwicklungen und -Anwendungen. Am ersten Veranstaltungstag lädt erstmals das von der VDMA-Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing organisierte Format AM4industry ein. An diesem Tag startet ebenfalls das Forum AM Wissenschaft, das am zweiten Tag fortgesetzt wird.
Außerdem laden am zweiten Tag das Forum Chemie- und Verfahrenstechnik, das Forum Software, KI & Design sowie das Forum Innovationen in AM ein. Dieses Forum wird ebenfalls am Folgetag fortgesetzt. An diesem Abschlusstag finden außerdem die Foren Mobilität und AM Wissenschaft by Fraunhofer statt. (jpk)
