ANWENDERBERICHT

Leichter, schneller, günstiger: Fertigung betriebsbereiter Flugzeugbauteile für 328 Support Services

3 Min. Lesezeit

Gezeigt werden vier 3D-gedruckte Ersatzteile aus flammhemmendem Polyamid: eines ist schwarz und drei sind weiß. Alle vier Teile sind häufig in Flugzeugkabinen zu finden. Diese Teile werden für 328 Support Services hergestellt.

Als Inhaber der Musterzulassung für die Dornier 328, die ursprünglich von Fairchild Dornier hergestellt wurde, ist 328 Support Services für die Wartung, Modifizierung und Überholung der Flotte von rund 180 einsatzfähigen Do328-Flugzeugen in aller Welt zuständig. Zur Vorbereitung auf die Wiederaufnahme der Serienproduktion dieses Passagierflugzeugs mit zwei Turboprop-Triebwerken arbeitete 328 mit Materialise zusammen, um Ersatzteile aus Kunststoff leichter, günstiger und schneller zu produzieren.

Die Herausforderung

Kleinserienfertigung erschwinglicher machen

Es dauert Jahre, bis kommerziell genutzte Flugzeuge marktreif sind. Sie erfordern sorgfältige Entwicklungsprozesse und strenge Qualitätskontrollen. Diese sind so gründlich, dass ein Flugzeug voraussichtlich 25 bis 30 Jahre lang im Einsatz bleibt. Während dieser Zeit spielen ein effizientes Produktionsmanagement und die Verfügbarkeit

von Ersatzteilen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Stillstandszeiten eines Flugzeugs – und in einer Branche, in der ein am Boden stehendes Flugzeug jeden Tag Tausende von Euro kostet, ist Zeit wirklich Geld. Im Rahmen der Vorbereitung auf die Wiederaufnahme der Serienproduktion der Dornier 328 waren die für die Lieferkette und die Technik zuständigen Abteilungen von 328 Support Service kontinuierlich damit beschäftigt, Herstellungsverfahren zu rationalisieren und Kostentreiber zu erkennen.

Wenn die Produktionsläufe sehr kurz sind – wie es bei Aftermarket-Teilen oft der Fall ist – ist eine konventionelle Herstellungsmethode wie das Spritzgießen finanziell nicht attraktiv, da die Kosten pro Teil sehr hoch sind. Neben den Anschaffungskosten für die Werkzeuge müssen diese auch gelagert werden, was zu laufenden Kosten führt. Die Lagerung umfangreicher Ersatzteilbestände ist ebenfalls kostspielig – man kann nicht vorhersagen, wann sie benötigt werden, und es besteht das Risiko, dass sie bereits im Regal veraltet sind.

Das Unternehmen erkannte auch das Einsparungspotenzial durch die Verwendung anderer Materialien bei den Ersatzteilen – statt des bisher verwendeten Phenolharzlaminats wollte 328 auf ein leichteres und kostengünstigeres Material umsteigen.

Man brauchte einen Weg, um kleine Produktionsserien erschwinglicher zu machen und gleichzeitig eine schnelle Durchlaufzeit und Flexibilität bei der Materialauswahl zu gewährleisten.

Und was war die Lösung?

Additive Fertigung für die Luft- und Raumfahrt

Der am häufigsten genannte Vorteil der additiven Fertigung für die Luft- und Raumfahrtindustrie ist zwar die Designfreiheit und die innovative Technik, aber das war nicht der Hauptgrund für 328. Die entsprechenden Ersatzteile sind vergleichsweise standardisiert und einfach. Da sie bereits für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt zertifiziert sind, dürfen sie nicht verändert werden, ohne einen erneuten Zertifizierungsprozess zu durchlaufen.

Mit 3D-Druck können wir Teile aus einem virtuellen Regal auswählen.

— Volker Liedloff, Teamleiter Innenausbau bei 328 Design

Vielmehr war es die zuverlässige, kosteneffiziente und zeitnahe Produktion des 3D-Drucks, die 328 überzeugte. Mit der Entscheidung für die Fertigungsdienstleistungen von Materialise im Bereich der Luft- und Raumfahrt konnte das Unternehmen sicher sein, flugfähige Teile zu erhalten, die den strengsten Anforderungen entsprechen.

„Bauteile, die für die Luft- und Raumfahrtindustrie hergestellt werden, müssen sehr strengen Normen genügen. Und genau hier kommt die zertifizierte Fertigung von Materialise ins Spiel", sagt Erik De Zeeuw, Aerospace Market Manager bei Materialise. „Materialise ist nach EN9100 und EASA 21G zertifiziert, was es uns ermöglicht, fertige Bauteile für die Luft- und Raumfahrt herzustellen. Und es macht den zertifizierten, additiven Fertigungsprozess zur optimalen Lösung für 328."

Das Ergebnis

Aftermarket-Ersatzteile aus Kunststoff, die leichter, billiger und schneller zu produzieren sind

Durch die Partnerschaft mit Materialise hat 328 ein optimales Gleichgewicht zwischen Ersatzteilverfügbarkeit und Kosten geschaffen und erhält bei Bedarf flugfertige Teile von Materialise.

„Über den 3D-Druck können wir sozusagen die Ersatzteile aus dem virtuellen Regal nehmen", sagt Volker Liedloff, Team Leader Interior Engineering bei 328 Design. „Wir gehen nicht mehr das Risiko ein, dass fertige Ersatzteile zu schnell veraltet sind oder Werkzeuge für Bauteile mit einer sehr geringen Nachfrage aufbewahrt werden."

Nach Erhalt des Designentwurfs eines neuen Bauteils für 328 führen die Ingenieure von Materialise Machbarkeitsprüfungen für die 3D-Druckfähigkeit durch und richten Prozesse für die Produktion und Qualitätsprüfung ein. Sobald die gedruckten Teile von 328 genehmigt sind, wird der Prozess zusammengeführt; Materialise stellt eine Erstmusterprüfung und eine Form-1-Akkreditierung aus. Die Bauteile werden dann bei Bedarf von Materialise aus einem flammhemmenden Polyamidmaterial gedruckt (PA 2241 FR). Jeder der Schritte unterliegt den strengen Anforderungen der Zertifizierung für die Luft- und Raumfahrt. Am Ende der Produktionskette stehen nun 3D-gedruckte Bauteile, die zertifiziert gefertigt sind und sofort im Flugzeug montiert werden können.

Schwarzes Kabinengehäuseteil, 3D-gedruckt in PA 2241 FR für 328 Support Services
Die Ersatzteile für das Flugzeug Do328 werden aus flammhemmendem Polyamid 3D-gedruckt.

„Wenn 328 sehr kurzfristig ein Bauteil benötigt, können wir es noch in der gleichen Woche liefern" fügt De Zeeuw hinzu.

In jeder Hinsicht – erschwingliche, kurze Produktionsläufe, schnelle Durchlaufzeiten und leichte Materialien – hat sich die additive Fertigung als der Weg in die Zukunft für 328 Support Services und das Flugzeug Dornier 328 erwiesen.


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Dieser Anwenderbericht in ein paar Worten

Branche

328 Support Services 

Luft- und Raumfahrt 

Eingesetzte Lösungen

Produktionsdienstleistungen 

Selektives Lasersintern 

PA 2241 FR

Warum dieser Ansatz

Erschwingliche Kleinserienfertigung  

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