Die Ausgangslage

Alternative Fertigungsverfahren als Wendepunkt

In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird Titan in einem breiten Spektrum eingesetzt. Die hervorragende Korrosionsbeständigkeit und die optimalen mechanischen Eigenschaften sprechen für sich.

Hinsichtlich der hohen Kosten von Titanhalbzeugen und der nicht Weiterverarbeitung werden Anstrengungen unternommen, die Kosten durch alternative Fertigungsverfahren zu senken.

Durch generative Fertigung (AM) können Strukturbauteile nach Bedarf
„gedruckt“ werden, was zu einer Dezentralisierung der Herstellung führt. Dazu kommen Ersparnisse von Logistik- und Lagerkosten. Die Druckvorgänge können darüber hinaus größtenteils vor Ort realisiert werden.


Die Projektinitiativen

Technologischer Hintergrund des Netzwerks

  • Bionische Strukturen und AM-gerechtes Design
    Die Umsetzung bionischer Strukturen und die Erreichung gewünschter Eigenschaften wie Multifunktionalität, modularer bzw. hierarchischer Aufbau, adaptive und nicht toxische Eigenschaften usw. steckt im Flugzeugbau in den Kinderschuhen. Es soll geklärt werden, welche Bauteile überhaupt für eine bionische Struktur unter AM-Design in Frage kommen, welche Anforderungen im Herstellungsprozess daraus resultieren und ob die umgesetzten Bauteile den strengen Richtlinien und Gesetzgebungen der Luftfahrtbranche standhalten.
  • Online Prozessüberwachung / Qualitätssicherung
    Das große Ziel der Online-Prozessüberwachung ist es, vorausschauende Prozessregelungen zu entwickeln, die ein rechtzeitiges Eingreifen in den Produktionsprozess mit geringfügiger Ausschussquote ermöglichen. Darüber hinaus existieren noch keine standardisierten Qualitätskriterien, um für generativ gefertigte Bauteile u.a. eine Reproduzierbarkeit sowie die Chargenreinheit zu gewährleisten.
  • Automatisierte Bearbeitung generativ gefertigter Bauteile
    Nach dem AM-Prozess werden die gefertigten Teile von Hand aus den Druckern entnommen und von Restpulver und Unebenheiten befreit. Es bietet sich die Einführung von Robotern an, die die Bestückung der Anlagen sowie die Nachbearbeitung von generativ gefertigten Bauteilen übernehmen.
  • Recyclingkonzepte
    Die größte technische Herausforderung im Bereich Recycling besteht darin, ein reines Downcycling zu realisieren, also der Wiedereinsatz von Alt-Titan als Pulver zur Herstellung von neuen qualitativ höchstwertigen Bauteilen mittels AM.
  • Planung industrieller Fabriklayouts
    Die technisch-technologischen Herausforderungen der generativen Serienferti­gung metallischer Strukturbauteile für den Flugzeugbau, die damit einher­gehenden Bedarfe, Rahmenbedingungen und erarbeiteten Lösungen haben einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf zukünftige industrielle Fabrik-layouts.