Luftfahrtindustrie will generativ fertigen

Die EOS GmbH in Krailling sieht die Luftfahrt als einen der zentralen Wachstumsmärkte für ihre generative Lasersinter-Technologie. Typische Anwendungen seien Triebwerks- und Turbinenteile sowie Bauteile für die Innenausstattung der Kabine. „Der Einsatz von Rapid Manufacturing in der Luftfahrt boomt geradezu“, sagt Udo Behrend, Key Account Manager Aerospace bei EOS. Das Lasersintern ist eine der gängigen Direct-Manufacturing-Technologien, bei denen Bauteile auf Basis eines CAD-Datensatzes automatisch und schichtweise aus Pulvermasse aufgebaut werden, zumeist mittels Laser. Zu den Vorteilen für die Luftfahrt zählt vor allem, dass funktionsfähige Teile mit komplexen Geometrien und aerodynamischen Eigenschaften schnell zu niedrigen Kosten verfügbar werden.

Erst kürzlich konnte EOS dem Luftfahrtzulieferer Northwest ULD Inc., bekannt unter dem Firmenamen Northwest UAV Propulsion Systems, eine Lasersinteranlage Eosint P 390 verkaufen. Northwest UAV verwendet das System, um Komponenten aus den Polyamid-Werkstoffen PA 2201 und PrimePart DC für Drohnen im Auftrag der Insitu Inc., zu produzieren. Bis vor kurzem bestellte der Zulieferer die bis dahin konventionell gefertigten Teile selbst bei einem Zulieferer und bearbeitete sie durch Sandstrahlen und andere Methoden. Diese Schritte entfallen jetzt, ebenso wie Kosten für Inspektion, Inventar und Lagerung. Die Teile lassen sich nun just in time in wenigen Tagen liefern, auch mit Designänderungen.

Boeing setzt ebenfalls generative Technologien ein. Doch jetzt geht der Flugzeugbauer einen Schritt weiter: Boeing, Evonik Industries sowie die Rapid-Spezialisten EOS und MTT Technologies (vormals MCP HEK) gründeten an der Uni Paderborn das „Direct Manufacturing Research Center“ (DMRC). Noch im Herbst soll es eröffnet werden.

„Direct Manufacturing hat das Potenzial, Produktionskosten für Bauteile erheblich zu verringern“, erklärt Jeff DeGrange, Senior Manager für Direct Digital Manufacturing bei Boeing, Phantom Works, und Chairman des DMRC-Konsortiums. Das DMRC soll die Schichtbau-Technologie für breitere Serienanwendungen weiterentwickeln, wozu Verbesserungen bei Qualität, Reproduzierbarkeit, Geschwindigkeit nötig werden, aber auch Industriestandards. Die Zusammenarbeit gestaltet sich so: Boeing definiert die Anforderungen aus der Luft- und Raumfahrt. Evonik produziert polymerbasierte Standardmaterialien und speziell auf Direct Manufacturing abgestimmte Materialien. Von EOS und MTT kommt die Expertise in der Entwicklung von Lasersinter- und Lasermelting-Anlagen für Metalle und Polyamide.

„Das DMRC hat sich zum Ziel gesetzt, zu einem der führenden Institute auf diesem Gebiet zu werden“, sagt der nordrhein-westfälische Innovationsminister Prof. Andreas Pinkwart. Die vier Gründungsunternehmen investieren während der fünfjährigen Vertragslaufzeit 2 Mio. Euro in das DMRC, die Universität steuert 600 000 Euro bei. Das Land Nordrhein-Westfalen will 1,4 Mio. Euro für die Ausstattung ausgeben und stellt weitere 3,4 Mio. Euro für Forschungsprojekte in Aussicht, wenn sich die Industriepartner mit zusätzlichen Mitteln in gleicher Höhe beteiligen. Das Konsortium geht davon aus, dass das Gesamtbudget des DMRC in fünf Jahren auf rund 11 Mio. Euro anwachsen wird.

Weitere Industriepartner sind erwünscht, um die Bandbreite der Forschung erweitern zu können. Zunächst konzentriert sich das DMRC auf die Verbesserung der Verfahren Lasersintern/Lasermelting von Metall- und Kunststoffpulver sowie auf die industriellen Anforderungen an Materialien, an die Ausbildung und auf die Standards. os