Die erste Verwendung einer 3D-gedruckten Strukturkomponente aus gesintertem Titan in einem Verkehrsflugzeug

Als bedeutender Meilenstein sowohl für die Luft- und Raumfahrtindustrie als auch für die additive Fertigung hat die Federal Aviation Administration (FAA) die Verwendung von gesinterten Titanteilen genehmigt, die mit dem Rapid Plasma Deposition (RPD)-Verfahren von Norsk Titanium für Boeing 787 Dreamliner-Flugzeuge hergestellt wurden. Die Zulassung ist das erste Mal, dass eine 3D-gedruckte Strukturkomponente aus Titan für den Einsatz in einem Verkehrsflugzeug zugelassen wurde.

Norsk Titanium, ein in den USA ansässiger Anbieter von 3D-gedruckten Strukturbauteilen aus Titan für die Luft- und Raumfahrtindustrie, hat das RPD-Verfahren als effizientere und kostengünstigere Methode zur Herstellung von Titanteilen entwickelt. Das Verfahren verwendet einen Plasmalichtbogen, um Titandraht-Ausgangsmaterial zu endformnahen Teilen zu verschmelzen, die dann in ihre endgültige Form bearbeitet werden. Der RPD-Prozess hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Herstellungsmethoden, darunter weniger Materialabfall, niedrigere Produktionskosten und kürzere Lieferzeiten.

Boeing arbeitet seit 2015 mit Norsk Titanium zusammen, um den RPD-Prozess für die Herstellung von Titanteilen zu evaluieren. Die Unternehmen haben sich auf die Entwicklung einer Lösung konzentriert, die die hohen Sicherheits- und Qualitätsstandards der Luft- und Raumfahrtindustrie erfüllt.

Die Zulassung durch die FAA ist ein bedeutender Erfolg für Norsk Titanium und die gesamte additive Fertigungsindustrie. Es stellt einen großen Schritt nach vorne bei der Akzeptanz des 3D-Drucks als praktikable Produktionsmethode für Luft- und Raumfahrtkomponenten dar. Die Verwendung von gesinterten Titanteilen in Verkehrsflugzeugen hat das Potenzial, das Gewicht dieser Flugzeuge erheblich zu reduzieren und die Treibstoffeffizienz zu verbessern.

Das RPD-Verfahren hat sich bei der Herstellung von großformatigen Titanteilen als effektiv erwiesen. Das Verfahren eignet sich besonders gut für die Herstellung komplexer Formen, die mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren nur schwer oder gar nicht herzustellen wären. Der Einsatz von 3D-Druck für Titanteile könnte auch dazu beitragen, die Vorlaufzeiten und Kosten im Zusammenhang mit der Herstellung dieser Teile zu reduzieren.

Die Zulassung durch die FAA basierte auf einem strengen Test- und Zertifizierungsprozess. Die Teile wurden einer Reihe von Tests unterzogen, darunter Zug-, Ermüdungs- und Schlagtests, um sicherzustellen, dass sie die gleichen hohen Sicherheits- und Qualitätsstandards erfüllen wie konventionell hergestellte Teile. Die Zulassung durch die FAA ist ein Beweis für die Qualität der Herstellungsverfahren von Norsk Titanium und die Festigkeit der gesinterten Titanteile, die mit dem RPD-Verfahren hergestellt werden.

Es wird erwartet, dass die Verwendung von gesinterten Titanteilen in Verkehrsflugzeugen in den kommenden Jahren zunehmen wird. Die Luft- und Raumfahrtindustrie sucht ständig nach Möglichkeiten, das Gewicht von Flugzeugen zu reduzieren und ihre Treibstoffeffizienz zu verbessern, und die Verwendung von Titanteilen wird als Schlüsselstrategie zum Erreichen dieser Ziele angesehen. Die Zulassung des RPD-Prozesses durch die FAA dürfte weitere Investitionen in die additive Fertigungstechnologie durch die Luft- und Raumfahrtindustrie anregen.

Neben der Luft- und Raumfahrtindustrie hat die Verwendung von gesinterten Titanteilen auch potenzielle Anwendungen in anderen Industrien. Beispielsweise verwendet die medizinische Industrie zunehmend Titanimplantate für verschiedene Verfahren, und das RPD-Verfahren könnte verwendet werden, um diese Implantate effizienter und kostengünstiger herzustellen.