Die Möglichkeiten des Metall-3D-Drucks für Luft- und Raumfahrtunternehmen

Wenn Sie mit den Grundlagen des 3D-Drucks von Metallen vertraut sind, kennen Sie wahrscheinlich bereits seine Vorteile. Viele von ihnen sind wie geschaffen für die Luft- und Raumfahrt: Designfreiheit, geringes Gewicht, ein Verhältnis zwischen Anschaffung und Nutzung, das mit traditionellen Herstellungsverfahren nicht erreicht werden kann, und kurze Lieferzeiten, um nur einige zu nennen.

Auch die idealen Anwendungen passen gut zueinander. Leichte strukturelle Halterungen, komplexe Kanäle - im Grunde genommen kann die additive Fertigung immer dann zum Einsatz kommen, wenn Ihr Projekt komplex ist, Gewicht reduziert oder Teile konsolidiert werden müssen.

Diese Eigenschaften machen die additive Fertigung zu einer zentralen Lösung für Entscheidungsträger in der Industrie, insbesondere für diejenigen, die mit allgemeinen Herausforderungen wie langen Vorlaufzeiten für Ersatzteile, veralteten Werkzeugen, langsamen, komplexen Lieferketten und einer Nachfrage mit hohen Stückzahlen konfrontiert sind. Richtig angewandt, ermöglicht die additive Fertigung eine lokale, bedarfsgerechte Produktion und eine robuste Lieferkette, die diese Probleme lindert und einen Wettbewerbsvorteil schafft.

Und das ist wirklich nur die Spitze des Eisbergs. Über Ersatzteile hinaus können Luft- und Raumfahrtunternehmen von der Umgestaltung bestehender Komponenten profitieren, z. B. durch verlängerte Lebensdauer, verbesserte Leistung, geringere Ausfallzeiten von Flugzeugen und wertsteigernde Reparatur- oder höherer Effizienz.

Zusammengenommen wirken sich diese Vorteile auch positiv auf die wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit aus. Leichtere Teile verbrauchen weniger Kraftstoff. 3D-gedruckte Teile verbrauchen weniger Material. Die lokale Produktion verringert die Transportemissionen und verbessert die Sicherheit der Lieferkette. Länger haltbare, reparaturfähige Teile reduzieren Ausschuss und Ausfallzeiten.

Da Regierungen und die Luft- und Raumfahrtindustrie selbst beginnen, Nachhaltigkeitszielen Priorität einzuräumen, kann der 3D-Metalldruck schnell zu einem unschätzbaren Werkzeug werden.

Vor diesem Hintergrund ist es nicht verwunderlich, dass sich in letzter Zeit immer mehr Unternehmen für diese Technologie entschieden haben. Derzeit konzentrieren sie sich vor allem auf Anwendungen mit geringem Risiko und niedriger Kritikalität, wie Ersatzteile, Werkzeuge und Hilfsmittel.

 Schließlich befindet sich die Technologie noch in der Entwicklung. Der Fortschritt in dieser Branche beruht auf Daten, und auch wenn die am sorgfältigsten regulierten Bereiche im Moment noch unerreichbar erscheinen mögen, glaube ich, dass sich auch das in Zukunft ändern wird. Das ändert sich gerade - die Ingenieure sammeln mehr Erfahrung und mehr Daten. Es kommen verschiedene Teile. Große OEMs verwenden es. Sie schaffen ihr eigenes Vertrauen mit dem 3D-Druck von Metall.

Mit zunehmender Reife der Technologie werden sich diese Anwendungen wahrscheinlich zu flugkritischen Anwendungen weiterentwickeln. Dazu müssen die Unternehmen in der gesamten Branche Vertrauen in die Technologie haben, das durch Daten aus Probetests, standardisierte Qualifizierungsansätze, stabile Prozesse und digitale Rückverfolgbarkeit gestützt wird. 

Ich würde es in fünf Hauptaufgaben oder Meilensteinen zusammenfassen:

1. Identifizierung geeigneter Anwendungen, wie die oben genannten
2. Bauen Sie Ihre interne AM-Kompetenz auf - bringen Sie Erfahrung ins Haus, probieren, testen und sammeln Sie Daten
3. Arbeit mit erfahrenen Partnern
4. Entwicklung von Qualifizierungs- und Zulassungspfaden
5. Integrieren Sie den 3D-Druck in Ihre bestehenden Qualifizierungswege

Sie werden schnell feststellen, dass diese Liste sowohl technische als auch kulturelle Punkte enthält. Meiner Meinung nach sind beide gleich wichtig - ohne die richtige Einstellung wird Ihr Fortschritt begrenzt sein. Und das gilt in beide Richtungen; wie Punkt 5 zeigt, geht es beim 3D-Druck von Metall nicht um alles oder nichts. Sie brauchen das Beste aus beiden Welten.

Was will ich damit sagen?

Was mir gefällt und wozu ich dringend raten möchte, ist, immer eine offene Haltung einzunehmen. Berücksichtigen Sie sowohl die traditionelle als auch die additive Fertigung, kombinieren Sie ihre Stärken, bringen Sie alle Beteiligten auf die gleiche Seite, und Sie werden die besten Ergebnisse für Ihre Kunden erzielen.

Wir bei Materialise können auf eine lange Geschichte zurückblicken, in der wir das Wachstum der additiven Fertigung vorangetrieben haben, und unser Metal Competence Center ist das Herzstück dieser Entwicklung.

Wenn wir über unseren Standort in Bremen sprechen, bezeichnen wir ihn oft als unser Zentrum für die additive Fertigung von Metallen in Industriequalität. Unsere Kunden können zertifizierte Produktion, technisches Fachwissen, fundierte Kenntnisse über 3D-Druckmaterialien und Nachbearbeitungsmöglichkeiten erwarten - alles unter einem Dach. Das ist der Beweis dafür, dass wir viel mehr sind als nur ein Hersteller.

Aber ich finde, es ist viel einfacher als das - und viel wertvoller für die Luft- und Raumfahrtindustrie.
Wir haben die richtigen Leute, mit den richtigen Fähigkeiten, mit dem richtigen Wissen, mit den richtigen Daten.

Wenn Projekte oder Kundenanfragen immer komplexer werden (was in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt die Regel ist), wird diese Kombination unerlässlich. Kunden können auf unseren Data Lake zugreifen, der mit Tausenden von Datenpunkten aus Hunderten von Builds gefüllt ist, diese Informationen analysieren und zur Entscheidungsfindung nutzen. Sie können gemeinsam mit Experten für additive Fertigung Werte schaffen, die noch nicht existieren, und ein Projekt von Anfang bis Ende mit einem einzigen Partner durchführen. Das ist ein echter Wert.

Und dann ist da noch die Verbindung zwischen unseren verschiedenen Abteilungen. Unsere Forschungs- und Entwicklungsabteilung arbeitet durch Projekte wie SONRISA eng mit der Industrie und noch enger mit unserer Produktionsabteilung zusammen. Dieses Team unterstützt uns intern bei der kontinuierlichen Verbesserung unserer Produktionsprozesse und hilft uns, bessere Dienstleistungen und Ergebnisse für unsere Kunden zu erzielen. Das ist ein echter Wert.

Wenn wir dies alles zusammenbringen und die Vorteile nutzen, die diese beiden Abteilungen bieten, können wir neue Forschungs- und Entwicklungsprojekte in der Luft- und Raumfahrtindustrie auf den Weg bringen und schon in den ersten Phasen mit unseren Kunden in Kontakt treten.

Natürlich kann ich nicht über die Produktion sprechen, ohne unsere Qualifikationen zu erwähnen. Ende 2024 erhielt Materialise die Zertifizierung EN 9100 für Metallteile. Es ist eine wichtige Ergänzung zu den bestehenden Zertifizierungen, die wir an unseren Produktionsstandorten haben, wie z. B. ISO 9001 und EASA 21.G in unserer Hauptniederlassung. Dies spiegelt sich in dem Vertrauen wider, das uns Kunden wie Airbus, mit dem wir seit vielen Jahren zusammenarbeiten, und andere Tier-1-, Tier-2- und OEM-Unternehmen entgegenbringen.

Natürlich sind diese Qualifikationen für jeden Hersteller in stark regulierten Branchen unerlässlich, aber sie sind nur die Grundlage dessen, was wir erreichen wollen.

Was für uns bei Materialise wirklich wichtig ist, sind spezifische Kundenanforderungen und Qualifizierungsprogramme. Schließlich hat jeder Kunde seine eigenen Bedürfnisse und Vorstellungen von diesen Qualifikationen, und sie sind Experten auf ihrem Gebiet. Indem wir genau verstehen, was Sie brauchen, können wir mit unseren Ideen und unserer Erfahrung Wege finden, dies zu erfüllen, und dann die richtige Qualität zur richtigen Zeit und innerhalb des Budgets liefern.

Mit diesem Ansatz übernehmen wir die Rolle eines Ermöglichers, der die Eintrittsbarrieren senkt und das Risiko reduziert, während wir unser Fachwissen mit Ihrem kombinieren.