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FLUG REVUE 08/2015

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TechnikTeile aus dem

TechnikTeile aus dem DruckerEine gedruckte Titanfläche unter demMikroskop. Bei mehreren Flächen übereinandergleichen sich die Unebenheiten aus.Modell eines gedrucktenFlügels. Schon bald könnte dasauch größer ausfallen.Bei dieser Mondstation soll dieschützende Hülle an Ort und Stelleaus Mondstaub gedruckt werden.ketingdirektorin bei Stratasys, einem derPionierunternehmen des AM, „aber daswird wohl noch eine Weile dauern. Derzeitsind der Technik noch Grenzen gesetzt,in der Größe der Drucker und inder Dauer des Verfahrens.“ Üblicherweisekommt heute ein Kunde mit einerZeichnung und will möglichstschnell ein Modell davonhaben, um Form, Aussehenund Funktionalität überprüfenzu können. „RapidPrototyping“ nennt man diesesVerfahren der schnellen Herstellungvon Einzelteilen, aber schnell ist relativ.„Wenn alle Voraussetzungen stimmen,die Zeichnungen OK sind und wir freieKapazität haben, dauert der Druck dennocheinen ganzen Tag, bei größerenund komplizierteren Teilen sogar nochetwas länger.“Zurzeit geht es also vorrangig umPräsentationsteile, die nicht unbedingtlanglebig sein müssen. Ist der Kunde zufriedenund wünscht die Serienproduktion,beginnt die Beratung bis hin zur Realisierung.Nicht immer ist der Seriendruckauch sinnvoll, wenn wir uns alsBeispiel nur die Armlehne eines Passagiersitzesvorstellen. Hier wird einmalein Werkzeug hergestellt und dann dasTeil in sehr hoher Stückzahl per Spritzgussproduziert. Das ist schneller undbilliger als der Druck.Für die Herstellung von Präsentationsstücken,von komplizierten TeilenGEDRUCKTE FLUGZEUGE?NICHTS IST UNMÖGLICH!und kleineren Serien allerdings lohntsich wieder der Druck, denn manbraucht kein Werkzeug, das sehr teuerist und dessen Herstellung ziemlich langedauert. Der größte Drucker kann derzeitTeile von 0,8 x 1,0 x 1,0 Metern drucken,wobei größere Baugruppen mittelsStecken oder Kleben möglich sind. Diekomplette Struktur eines Flugzeugrumpfesmit allen Spanten, Stringern undsonstigen Versteifungen wird da wohlnoch etwas warten müssen.Einschränkungen gibt es auch nochbei den Materialien. Für den Druck geeigneteThermoplaste gibt es nicht sehrviele, obwohl schon in kurz- und langlebigeunterschieden wird. Nur die Auswahlan Farben und Kombinationen istbeinahe unendlich – und der Druck vonmehrfarbigen Teilen kein Problem.Beim Druck von Metallteilen sieht esallerdings ganz anders aus, und das istauch der Bereich, auf den sich die Luftfahrtindustriekonzentriert.Für das Lasersintern bietenspezialisierte UnternehmenMetallpulver in beinahe allenZusammensetzungenan, von hochrein bis zurvom Kunden gewünschten Legierung,Ob Aluminium, Magnesium oder Titan,es gibt kaum ein Metall, das in irgendeinerZusammensetzung nicht verwendetwerden könnte. Ein Vorteil ist auch, dassman keine Ersatzteile auf Vorrat produzierenmuss, denn bei Bedarf kann jederzeitnachgedruckt werden.Wenn dabei von feinstem Pulver dieRede ist, so ist Mehl im Vergleich nochgrobkörniger Kies. Taucht man eineHand in solches Industriepulver, so fühltes sich an wie eine Flüssigkeit (und späterbraucht man Tage, um das Zeug wiederaus allen Poren rauszukriegen). Nurso ist es möglich, das Material möglichst68 FLUG REVUE AUGUST 2015 www.flugrevue.de

Gedruckte Teile: leichter, fester und billigerDas oben gezeigte Beispiel zeigt, wiegedruckte Teile bereits jetzt in derPraxis eingesetzt werden: Links siehtman die Baugruppe einerRaketenoberstufe, auf der dieNutzlast mittels spezieller Halterungenbefestigt wird, von denen eineim roten Kreis markiert ist. In derMitte ist solch ein Teil zu sehen, wiees bis jetzt in mehreren Arbeitsgängengefertigt wurde. Es besteht ausvier Einzelteilen und wiegt 0,453 kg.Es wurde mehrfach optimiert, biszum Schluss das rechts abgebildeteTeil im sogenannten bionischenDesign entstand, einteilig und nurnoch 0,168 kg schwer. Die Bionikwiederum geht davon aus, dass esder Natur im Verlaufe der Evolutiongelang, Prozesse und Strukturen andie Umgebung anzupassen und zuoptimieren. Deshalb sieht dasEndprodukt auch völlig anders ausals das Original, doch erfüllt esgenau die gleiche Aufgabe. WeitereOptimierungen sind jetzt nur nochbei der Verwendung der Materialienmöglich, die Form indessen bleibt.schnell aufzuschmelzen und mit der darunterliegendenSchicht zu verbinden,ohne dass es breitläuft.Interessant ist auch die Möglichkeitdes Druckens von Kohlenstoff-Bauteilen,nur dass hier der reine Kohlenstoffnicht in Fasern gezogen, sondern geschmolzenund als feiner Nebel versprühtwird, sodass wieder Schicht fürSchicht Bauteile entstehen. PraktischeErfahrungen gibt es schon in der Automobilindustrieund hier vor allem beiden Formel-1-Rennern, wo es auf geringstesGewicht, nicht so sehr allerdingsauf das Geld ankommt.Solche „gläsernen Flugzeuge“ wie aufunserem Aufmacherbild kommen alsounter Umständen schneller, als wir unsdas jetzt noch vorstellen können. VieleUnternehmen haben die Zeichen derZeit erkannt und investieren enormeSummen in Forschung und Entwicklung.Für die Weiterentwicklung der Druckertechnik,einschließlich von Multifunktionsgerätenfür den Druck kombinierterMaterialien, gibt es jedenfalls bereitsambitionierte, weit in die Zukunft reichendePläne, und schneller als gedachtfliegen wir „wie gedruckt“.FRAuf der ISS wurdebereits unter Schwerelosigkeitgedruckt.Dieses Teil sorgt für dieEntfaltung der Solargeneratorenvon Satelliten.Fotos: ESA, FR-Dokumentation, NASAwww.flugrevue.deFLUG REVUE AUGUST 2015 69

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