KOMBINATIONEN VON ADDITIVEN FERTIGUNGSPROZESSE FÜR ZUKÜNFTIGE BAUWEISEN IM BEREICH DER LUFTFAHRT

Abstract

Der Einsatz roboterbasierter Fertigungsverfahren wie das roboterbasierte 3D-Druck- und das in-situ Tape Tape Placement eröffnet neue Möglichkeiten, die bisherige Bandbreite an geometrischen fertigungstechnischen Optionen deutlich zu erweitern. Die Verwendung von faserverstärkten HochtemperaturThermoplasten wie PEEK und PPS eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten im Luft- und Raumfahrtbereich. Ein wesentlicher Faktor, der die Umsetzung und Skalierung im Sinne von Stückzahlen von Bauteilen limitiert, ist das Thema Werkzeuge. Der metallische Werkzeugbau zeichnet sich durch eine hohe Toleranzgüte aus, ist jedoch mit einer langen Vorlaufzeit von mehreren Wochen oder gar Monaten verbunden und bindet eine große Menge an Kapital. Dies wiederum begrenzt die Möglichkeit zur Durchführung von Iterationen und die spätere Individualisierung in der Bauteilserie. Eine mögliche Lösung ist die Fertigung von Werkzeugen mittels des 3DDrucks und die anschließende Bauteilfertigung mittels des in-situ Tape Placements. Der Vorteil dieser Methode liegt in der flexiblen Fertigung, ggf. vor Ort, und der schnellen Verfügbarkeit innerhalb von 24 Stunden. Zudem ist eine einfache Skalierung mittels einer Anpassung der Anzahl an Anlagen möglich. Die Kombination dieser beiden Prozesse ermöglicht die Realisierung neuartiger Strukturen. Der 3D-Druck wird dabei auf bereits bestehende Strukturen aufgetragen und dient als Kern für die nachfolgenden Fertigungsschritte. Beispielsweise können so beliebige Hohlprofil Geometrien gefertigt werden und als medienführende Leitungen realisiert werden. Darüber hinaus ist die Umsetzung von Thermoplast-Sandwiche-Bauweisen möglich, beispielsweise zur lokalen Versteifung für Lasteinleitungen oder zur allgemeinen Versteifung der Struktur. Die Kernstrukturen werden so angepasst, dass sie für die Lasttragung optimiert sind oder gezielt Leitungen integriert werden können.