ANWENDERBERICHT
Erstatzteil in Metall durch Additive Fertigung von Lufthansa Technik: Reparaturen durch einen 3D-gedruckten Ersatz aus Titan ermöglichen
Was macht man, wenn ein Teil immer wieder kaputtgeht, man aber schwer Ersatzteile findet? Für Lufthansa Technik war die Lösung ganz einfach: eine eigene Lösung entwickeln. So hat das innovative Team für additive Fertigung zwei Probleme auf einen Schlag gelöst, indem es einen 3D-gedruckten Ersatz aus Titan für eine anfällige Polymerverriegelung entwickelt hat.
Die Herausforderung
- Ein anfälliges Polymerbauteil, das nicht einzeln bei den Erstausrüstern bezogen werden konnte
Die Lösung
- Ein neu konstruiertes Bauteil, hergestellt aus Titan Ti6Al4V mittels EN 9100-zertifiziertem 3D-Metalldruck
Das Ergebnis
- Ein neuer Titanverschluss mit einer deutlich längeren erwarteten Lebensdauer
- Eine effektive Reparaturlösung, bei der nur ein einzelnes Teil statt des gesamten Rollladens ausgetauscht wird
Die Herausforderung
Austausch eines anfälligen Polymerbauteils
Als die Halterungen für die Rollos der Galley an Bord der A330, A340 und A380 im laufenden Betrieb wiederholt beschädigt wurden, beschloss Lufthansa Technik, dass es Zeit für eine Änderung war.
Sie konnten die Ursache der Probleme schnell ausmachen. Die Polymerverriegelung innerhalb der Rollladenbaugruppe, die die Rollbremse und die Endkappe in Position hält, war nicht stabil genug, um dem Verschleiß und den Beschädigungen im Laufe der Zeit standzuhalten.
Es gab jedoch noch ein zweites Problem: die Beschaffung eines Ersatzes. Die Erstausrüster würden das betreffende Bauteil nicht einzeln verkaufen. Ohne Ersatzteilversorgung waren Reparaturen unmöglich, sodass sie jedes Mal gezwungen waren, die gesamte Baugruppe zu erheblichen Kosten auszutauschen.
Das Team entschied sich für eine Idee, mit der sich beide Probleme auf einmal lösen ließen, und beschloss, das Bauteil für den 3D-Metalldruck neu zu konstruieren.
Die Lösung
Entwurf und Fertigung eines 3D-gedruckten Titanverschlusses
„Das Originalteil war ein spritzgegossenes Polymerbauteil mit komplexer Geometrie“, erklärte David Rudolz, Projektingenieur bei Lufthansa Technik. „Es wurde sofort als idealer Kandidat für die additive Fertigung mit Metall identifiziert.“
Es handelt sich um eine Technologie, mit der die Ingenieure bei Lufthansa Technik bestens vertraut sind. David ist Mitglied des spezialisierten Teams für additive Fertigung des Unternehmens, und das Unternehmen verfügt sowohl über die EASA-Zertifizierungen nach Teil 21.G als auch nach Teil 21.J, wodurch es in der Lage ist, flugtaugliche Teile zu konstruieren, herzustellen und zu zertifizieren.
Diese Erfahrung half ihnen dabei, ein Design zu entwickeln, das sowohl der Funktionalität als auch dem Aufbau des Originalteils entsprach und sich gleichzeitig an das neue Material anpasste. Das erforderliche elastische Verhalten des Metalls, seine Geometrie und seine Wandstärke waren entscheidende Faktoren dafür, dass das Bauteil wie vorgesehen funktionierte.
Wie bei jedem Projekt, bei dem das Team ein neues Bauteil entwickelt, lag der Schwerpunkt stark auf der Optimierung – es ging nicht darum, das Bauteil einfach nachzubilden, sondern es wo immer möglich zu verbessern.
Der richtige Produktionspartner
Nachdem sich Lufthansa Technik vergewissert hatte, dass das gewählte Material – Titan Ti6Al4V – den vorgeschriebenen Vorschriften entsprach, entschied sich das Unternehmen aus seinem umfangreichen Netzwerk für Materialise, um die Fertigung der stabileren, zertifizierten Halterung durchzuführen. Die Kapazitäten und das Fachwissen des Teams in unserem Metall-Kompetenzzentrum sowie unsere EN 9100-Zertifizierung für Metallteile machten die Entscheidung für Materialise zu einer relativ einfachen Angelegenheit.
„Zwischen Materialise und Lufthansa Technik besteht seit vielen Jahren eine enge Partnerschaft“, bestätigte David. „Materialise ist einer unserer bevorzugten Partner und war unsere erste Wahl für dieses Projekt.“
Nach Bestehen des erforderlichen Audits wurde Materialise kurz darauf als Lieferant von 3D-gedruckten Metallteilen für Lufthansa Technik qualifiziert. Ingenieure von Lufthansa Technik und Materialise begannen eine enge Zusammenarbeit, um den Fertigungsprozess, die Anforderungen an die Prozessstabilität und die Produktionskontrollen aufeinander abzustimmen.
Das Ergebnis
Ein langlebigeres Bauteil, das Reparaturen ermöglicht
Nachdem alle Anforderungen erfüllt waren, begann das Team von Materialise mit der Fertigung der Teile gemäß der Norm EN 9100 für Metall und in Übereinstimmung mit den Konstruktionsvorgaben von Lufthansa Technik. Sie sind flugbereit, zertifiziert und in der Luft.
Die neue Konstruktion – und insbesondere die Materialfestigkeit – des Titanverschlusses hat die erwartete Lebensdauer dieses Bauteils verständlicherweise erheblich verlängert. Die Tatsache, dass es wesentlich verschleißfester ist, hat spürbare Auswirkungen auf die Lieferkette von Lufthansa Technik. Sie können das Ersatzteil wesentlich länger vorrätig halten und bei Bedarf schnell einen Ersatz beschaffen. Gleichzeitig ermöglicht die neue Verriegelungskonstruktion eine gezielte Reparatur, anstatt die gesamte Rollladeneinheit austauschen zu müssen, was zu erheblichen Kosteneinsparungen und einer effizienteren Wartung führt.
Die erfolgreiche Zusammenarbeit im Rahmen des Projekts hat zudem dazu beigetragen, die Bindung zwischen Lufthansa Technik und Materialise zu stärken, wobei das 3D-Druck-Unternehmen nun als offizieller Partner für Metallteile benannt wurde.
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