KW 26/2018

Hybrid der anderen Art

Herkömmliche Fertigungsmethoden werden mit additiven Fertigungsverfahren optimal kombiniert (Foto: PFW Aerospace)
Herkömmliche Fertigungsmethoden werden mit additiven Fertigungsverfahren optimal kombiniert (Foto: PFW Aerospace)
Wenn über die Zukunft der Luftfahrt gesprochen wird, kommt die Sprache zwangsläufig auf das Thema 3D-Druck. Dabei wird oft übersehen: Die additive Fertigung eignet sich längst nicht für jedes Bauteil in einem Flugzeug. Das rheinland-pfälzische Unternehmen PFW Aerospace GmbH untersucht in einem Projekt, wie herkömmliche Fertigungsmethoden mit additiven Fertigungsverfahren optimal kombiniert werden können.

Die Erwartungen an den 3D-Druck sind hoch: Bauteile können teils schneller und sehr viel individueller gefertigt werden, manche der Verfahren ermöglichen neue geometrische Formen  und versprechen Gewichtsreduktionen. Jedoch: Nicht jedes Bauteil in einem Flugzeug ist geometrisch komplex und gewinnt durch die aufwändigen und teuren additiven Fertigungsverfahren – man denke nur an Rohre, Bleche oder Platten. Solche Teile können effizienter und kostengünstiger mit herkömmlichen Mitteln gefertigt werden.

Das Beste von beiden Welten

PFW Aerospace will beide Welten kombinieren. In einem aktuellen Projekt untersucht das Unternehmen, wie komplexe Funktionsbauteile wie Aufhängungselemente mittels dem sogenannten Laserauftragsschweißen direkt auf ein einfaches, beispielsweise geschweißtes Zwischenprodukt aufgebaut werden können. Beim Laserauftragsschweißen wird Pulver oder Draht als Zusatzwerkstoff durch eine Düse mittels eines Lasers aufgeschmolzen. Ziel ist eine Verfahrenskombination aus kostengünstiger, konventioneller Fertigungstechnik und additiver Fertigung, die die Vorteile beider Verfahren vereint und zu einem hochwertigen und wirtschaftlichen Bauteil führt. Sämtliche bauteilspezifischen Vorrichtungen und Werkzeuge, die beispielsweise beim Schweißen nötig sind, entfallen – für die additive Fertigung reicht ein digitales Maschinenprogramm.

Der hybride Fertigungsansatz ist insbesondere für Werkstoffe wie Titanlegierungen interessant. Diese sind je nach Legierung bei Raumtemperatur nur schwer bis gar nicht umformbar und weisen etwa im Vergleich zu Aluminium erhöhte Zerspanaufwände auf. Das macht die Verarbeitung aufwändig und kostenintensiv. Additive Fertigungsverfahren  bieten hier eine Alternative.

Forschungsförderung macht es möglich

Das Projekt wird bis 2020 über das Luftfahrtforschungsprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert. Je nach Forschungsergebnissen könnte bereits 2021 erste mit dem Verfahren hergestellte Bauteile eingesetzt werden.