Klimaanlagenkanal, Bild: Stratasys

Finaler, für den Luftverkehr zugelassener Klimaanlagenkanal, 3D-gedruckt aus dem Material Ultem 9085 Resin auf einer Fortus 450mc. Bild: Stratasys

Das Unternehmen Marshall and Defence, eines der derzeit weltweit größten, unabhängigen und in Privatbesitz befindlichen Luftfahrt- und Rüstungsunternehmen, verwendet 3D-Druck von Stratasys, um flugtaugliche Bauteile für verschiedene Flugzeuge herzustellen. Außerdem produziert das Unternehmen bestimmte Bauteile für Bodenläufe zu niedrigeren Preisen als die Alternativen aus Aluminium. Bei Marshall stammen schon mehrere Bauteile des Luftleitsystems in stark modifizierten Flugzeugen sowie Halterungen für Sicherheitsmesser und Schalter im Flugzeuginnenraum aus dem 3D-Drucker. Durch den 3D-Druck von Komponenten, die für den Flugverkehr zugelassen sind, kann das Unternehmen leichtere Bauteile herstellen, und das erheblich schneller und günstiger als mit herkömmlichen Fertigungsverfahren.

„Für den Luftverkehr zugelassene 3D-Drucker ermöglichen uns, komplexen Fertigungsanforderungen gerecht zu werden.“

Chris Botting, Materials, Processes and Additive Manufacturing Engineer, Marshall ADG

„Bei der Herstellung mit komplexen Konstruktionsprogrammen brauchen wir Verfahren, die präzise, komplexe, funktionale und leichtgewichtige Luftleitkanäle effizient zu minimalen Werkzeugkosten herstellen können – hier ist der 3D-Druck optimal geeignet“, berichtet Chris Botting, Materials, Processes and Additive Manufacturing Engineer bei Marshall ADG. „Gleichzeitig müssen wir auch sicherstellen, dass die so gefertigten Luftleitkanäle auch von der EASA für den Luftverkehr zugelassen werden,” so Botting weiter. „Aus diesem Grund verwenden wir den Stratasys-Fortus-450mc-FDM-3D-Drucker sowie das Material Ultem 9085 Resin – ein robustes, aber leichtgewichtiges 3D-Druckmaterial mit hoher thermischer und chemischer Beständigkeit. Diese Eigenschaften waren schließlich entscheidend, um die Anforderung in unserer Branche zu erfüllen. Jetzt können wir Bauteile im 3D-Druckverfahren herstellen, die die Ansprüche an die Innenausstattung von Luftfahrzeugen in Bezug auf Flammenbeständigkeit, Rauchentwicklung und Toxizität erfüllen.”

3D-Druck: Warum die Wahl auf Kunststoff fiel

Das Unternehmen verwendet zur Fertigung finaler Bauteile für Bodenläufe außerdem den 3D-Drucker Fortus 450mc. Marshall hat kürzlich den Prototypen eines Kanalsystemadapters für wichtige Bodengeräte hergestellt – ein Bauteil, das ausschlaggebend für die Luftzufuhr im Kühlsystem der Bordelektronik ist. Durch den 3D-Druck konnte Marshall die oft kostspielige Aluminiumfertigung für diese Komponente hinter sich lassen. „Bevor wir uns auf die kostenintensive Fertigung aus Aluminium festlegten, haben wir mit dem 3D-Drucker Fortus 450mc einen Prototyp aus ASA-Material hergestellt,” so Botting. „Dies ermöglichte uns die Herstellung eines präzisen und funktionsfähigen Prototypens dieses komplexen Bauteils. Zudem konnten wir nachweisen, dass diese Komponente auch im 3D-Drucker aus Nylon 12 hergestellt werden kann und eine herkömmliche Aluminiumfertigung nicht erforderlich ist. Der Kanal aus dem 3D-Drucker war im Vergleich zu einem Aluminiumbauteil nicht nur kostengünstiger, auch das Gesamtgewicht war um 63 Prozent geringer.”

Was ist ASA? - Definition und Funktion des Materials

Das Material ASA wird von 3D Druckern mit der FDM-Technologie (Fused Deposition Modeling, zu deutsch: Schmelzschichtung) verarbeitet. Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere (ASA) bilden hochwertige, glänzende und kratzfeste Oberflächen. Die Eigenschaften im Einzelnen:

  • Sehr robuster Standardkunststoff in zehn Farben
  • UV-beständige Teile mit der besten Ästhetik aller FDM-Materialien
  • Ideal für Endprodukte im Außenbereich und in der gewerblichen Nutzung, für Funktionsprototypen im Außenbereich sowie Automobilteile und Zubehörprototypen

(Quelle: https://3ddrucker.de)

Wie Ingenieure mit 3D-Druck Kosten und Zeit sparen

ECS-Kanalsystemadapter,  Bild: Stratasys
Finaler, 3D-gedruckter ECS-Kanalsystemadapter zum Kühlen des Flugzeugs auf dem Boden. Der 3D-Druck stammt aus dem Material Nylon 12 auf einer Fortus 450mc. Bild: Stratasys

Die Gruppe verwendet den 3D-Drucker auch für eine Anzahl komplexer Werkzeuganwendungen wie beispielsweise Bohr- und Verbindungsvorrichtungen. Das Team produziert regelmäßig maßgeschneiderte Produktionswerkzeuge in kleiner Auflage innerhalb von 24 Stunden nach der Anfrage durch einen Ingenieur. Es treibt die Verwendung von 3D-gedruckten Thermoplast-Werkzeugen voran, um schwere Metallwerkzeuge zu ersetzen und so die Belastung für den Anwender zu reduzieren – und um Kosten und Zeit einzusparen. Botting erwartet, dass die Verwendung der additiven Fertigung mit der FDM-Technologie in allen Geschäftsbereichen zunehmen wird und so neue Anwendungen erschlossen werden. Sein Fazit lautet: „Die FDM-Technologie hat unsere Arbeitsweise verändert. Für den Luftverkehr zugelassene 3D-Drucker und -Materialien ermöglichen uns, zunehmend enge Zeitpläne einzuhalten und komplexen Fertigungsanforderungen gerecht zu werden. In Zukunft wird der 3D-Druck sicherlich einen großen Einfluss darauf haben, wie wir in unserem Geschäftsbereich Produkte entwickeln und herstellen.” aru

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