Hintergrund Aus dem Labor für Materialforschung: 3D-Druck spart Gewicht und Geld München – Es ist eine Revolution: Statt aus teuren Werkstoffblöcken Bauteile mittels Zerspanung herauszuarbeiten und dabei jede Menge Abfall zu produzieren, erlaubt das sogenannte Additive Fertigen, die Teile Schicht für Schicht aus Pulver oder Draht in der gewünschten Form aufzubauen. Das spart nicht nur Material. Es lassen sich auch sehr komplexe Formen herstellen, die stabiler und zugleich leichter sind als herkömmlich gefertigte Komponenten. Mit diesem Verfahren, das auch als „3D-Druck“ bekannt ist, lassen sich Vorlaufzeiten deutlich reduzieren sowie Kosten und Gewicht sparen. Das ist gerade in der Luftfahrt besonders wichtig, denn jedes Gramm weniger bedeutet geringeren Kerosinverbrauch. Experten gehen davon aus, dass das Additive Fertigen die Produktion auch in anderen Branchen nachhaltig verändern wird. Ziel der Forschungsarbeit des Labors für Materialforschung der Airbus Group Konzernforschung am Standort Ottobrunn/Taufkirchen ist es, Zerspanungstechnologien in der Luft- und Raumfahrt durch innovative Additive Fertigungsverfahren mit metallischen Werkstoffen zu ersetzen. Hierbei kommen verschiedene Verfahrensvarianten zum Einsatz: Beim sogenannten PulverbettVerfahren schmilzt ein Laserstrahl das in einer geschlossenen Anlage befindliche Metallpulver schichtweise in die benötigte Form. Bei der Draht-gestützten Prozessführung bewegt sich ein konventioneller 6-Achs-Knickarm-Roboter frei im Raum und ein Laserstrahl schmilzt aus Draht das Bauteil zusammen. Diese Forschungen sind das jüngste Resultat einer langen Historie der schweißtechnischen Prozessentwicklung bei Airbus Group Innovations. Was mit dem Laserstrahlschweißen begann und mit dem Rührreibschweißen (Friction-Stir-Welding) fortgeführt wurde, entwickelt sich nun mit dem Additiven Fertigen logisch fort. 3D-Druck mit Kunststoffpulver ist heute schon weit verbreitet. Das Drucken metallischer Teile ist technisch anspruchsvoller. Neben der Verarbeitung von Standardlegierung hat sich die hohe werkstofftechnische Expertise der Konzernforschung in einer erfolgreichen, weil bereits industrialisierten Legierungsentwicklung für die Pulverbett-Verfahrensvariante bestätigt. Unter der geschützten Marke „Scalmalloy®“ haben die Forscher von Airbus Group Innovations eine Aluminiumlegierung entwickelt, die nach dem Prozessieren im Additiven Fertigen mechanische Eigenschaften von Titanlegierungen aufweist – und das bei nur halber Dichte und Bauteilgewicht. Die Vermarktung dieses Hochleistungswerkstoffs obliegt dem ebenfalls am Standort Ottobrunn/Taufkirchen ansässigen Start-ups Airbus Apworks GmbH. Ein weiteres Kompetenzfeld besteht in der Entwicklung von Oberflächenbearbeitungsverfahren für das Additive Fertigen. Wenngleich die Bauteile am Ende des Prozesses sofort in ihrer endgültigen Form vorliegen, so ist die Nachbearbeitung der Oberflächen heute noch häufig zeitund kostenaufwändig. Elektro-chemische Prozesse versprechen ein hohes Verbesserungspotential bei der Nachbearbeitung. Airbus Group 4, rue du Groupe d'Or BP 90112 31703 – Blagnac Cedex France Phone: +33 (0) 5 31 08 50 30 E-mail: [email protected] Web: airbusgroup.com Follow us on twitter: twitter.com/AirbusGroup Subscribe to our RSS feed: airbusgroup.com/RSS