Additive Fertigung: EU-Projekt Bionic Aircraft

3D-Druck in der Luftfahrtindustrie

Der Stuttgarter IT-Anbieter Cenit ist Teil des europäischen Forschungsprojekts „Bionic Aircraft“, das die Ressourceneffizienz der Luftfahrt durch die Implementierung von additiver Fertigung, 3D-Druck und des bionischen Designs in allen Phasen eines Flugzeuglebenszyklus steigern soll.

  • EU-Forschungsprojekt „Bionic Aircraft“

    Das EU-Forschungsprojekt „Bionic Aircraft“ soll die Ressourceneffizienz der Luftfahrtindustrie steigern.

  • Bionisch optimierter Ventilblock

    Bionisch optimierter Ventilblock für die Luftfahrt

Nach erfolgter Konzeptprüfung startet Cenit aktuell mit der Umsetzung ihres Aufgabenpakets: eines Software-Tool-Sets für automatisiertes bionisches Design. Mit dem Ziel, die Emissionen der Luftfahrtindustrie zu verringern und besser kontrollierbar zu machen, startete im September 2016 das im Rahmen des Horizon-2020-Programms von der Europäischen Kommission geförderte Forschungsprojekt „Bionic Aircraft“: Zehn internationale Konsortialpartner aus verschiedenen Industrien sowie Forschung und Entwicklung sollen gemeinsam Technologien und Konzepte erarbeiten, um einen umweltfreundlichen Gesamtlebenszyklus in der Flugzeugherstellung mittels additiver Fertigung zu gewährleisten.

Der Vorteil der Einführung von additiver Fertigung auf Basis des 3D-Drucks in allen Phasen eines Flugzeuglebenszyklus: Der innovative Fertigungsprozess ermöglicht die Konstruktion von ultraleichten Strukturen, flexible Produktion von hochkomplexen Bauteilen, ressourceneffiziente Lieferketten sowie optimierte Konzepte für Reparatur und Ersatzteilfertigung sowie Recycling und Entsorgung, heißt es. Darüber hinaus soll sich mit 3D-Druck-Technologien deutlich Gewicht für Bauteile und signifikante Reduktion von Materialabfall während der Produktion reduzieren lassen.

Software-Toolset für bionisches Design

Um die Ziele des Forschungsprojekts zu erreichen, wurden neun Arbeitspakete definiert, die sich u.a. mit den Aspekten Design, Produktion, Materialentwicklung, Qualitätssicherung, Reparatur sowie Entsorgung von additiv gefertigten Bauteilen befassen. Gemeinsam mit den Partnern Airbus, der Laser Zentrum Nord GmbH (LZN) und dem Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik (iLAS) der TU Hamburg-Harburg arbeitet Cenit an der Zielsetzung, eine wesentliche Vereinfachung der Produktentwicklung für bionische Leichtbaustrukturen durch eine vereinfachte Designmethodik zu erreichen. Damit sollen ganz neue Arten von Teilen entstehen, die mit den herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht herstellbar sind.

„Einer der Hauptgründe für die bislang geringe Verbreitung der additiven Fertigung bzw. des 3D-Drucks, im Flugzeugbau ist der aufwendige Entwurfsprozess, der derzeit nicht automatisiert ist und durch eine Reihe von verschiedenen Software-Paketen ausgeführt werden muss. Für die Datenaufbereitung der 3D-Druck-Maschinen ist ebenfalls spezielle Software erforderlich. Der Konstrukteur muss während des Designprozesses somit zwischen verschiedenen Werkzeugen hin und her wechseln. Das macht den Ablauf zeitintensiv und dadurch teuer“, erklärt Michael Schwartz, Manager für innovative Aerospace Lösungen bei Cenit. „In unserem Fokus steht somit das Ziel, eine wesentliche Vereinfachung des Designprozesses durch die Integration aller 3D-Druck-Design- und Datenvorbereitungsschritte zu einem einzigen Toolset für automatisiertes bionisches Design zu erreichen“, führt er weiter fort.

Betrachtet man die einzelnen Komponenten des für Cenit, Airbus, LZN und iLAS vorgesehenen Aufgabenspektrums, so bilden die Formulierung von Entwurfsrichtlinien der additiven Fertigung, die Entwicklung eines 3D-CAD-Werkzeugsatzes für Catia für bionisches Design sowie die 3D-Druck-Datenaufbereitung inklusive bionisch optimierter Strukturen, die wesentlichen Rahmenpunkte für eine Vielzahl weiterer Teilaufgaben.

Bildquelle: Thinkstock/iStock, Cenit

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