Premium AEROTEC Laserstrahlschmelzen: Additver Flugzeugbau

Gerd Weber ist seit März 2014 Leiter der Standorte Varel und Bremen von Premium Aerotec. In dieser Funktion ist er gesamtverantwortlich für die Belange der Additiven Fertigung im Unternehmen.

Herr Weber, Premium Aerotec baut an seinem Standort in Varel im Moment einen eigenen Bereich für die additive Herstellung von Metallteilen auf. Sehen Sie diese Verfahren in der Zukunft auch in der Herstellung von Strukturbauteilen für Flugzeuge?

Tatsächlich ist dies bereits heute Realität. Seit 2016 liefern wir Serienbauteile für das Treibstoffsystem des Militärtransporters A400M. In diesem Jahr werden wir die ersten Strukturteile für die A350 XWB ausliefern. Diese Teile sind auch bereits bionisch inspiriert und helfen uns, Gewicht und Herstellkosten zu sparen. Im weiteren Jahresverlauf wollen wir die in der Luftfahrt übliche Qualifikation des Gesamtprozesses für die Additive Fertigung abschließen. Dann müssen wir nicht mehr jedes Bauteil, das wir auf diese Technologie umstellen, einzeln zulassen. Damit schaffen wir als erstes Unternehmen der Luftfahrtbranche die Grundlage, weitere Strukturbauteile ohne großen administrativen Aufwand auch im großen Stil ins Flugzeug bringen zu können.

Worin sehen Sie die wesentlichen Vorteile der Additiven Fertigung?

Anders als bei konventionellen Entwicklungs- und Fertigungsverfahren haben wir bei der Auslegung der Bauteile keine Einschränkungen mehr. Durch die bionische Optimierung der Formen lassen sich schon heute Gewichtseinsparungen von mehr als 60 Prozent realisieren. Das sind in der Luftfahrt in technologischer Hinsicht Welten. Das gilt für die Kosten angesichts eines minimierten Materialverbrauchs und entfallender Aufwände für Vorrichtungen oder formgebende Werkzeuge. Das macht die Technologie gerade für Bauteile mit kleinen Stückzahlen – wie wir es in Luft- und Raumfahrt häufig sehen – interessant. Das gilt aber erst recht mit Blick auf die Chance, durch weniger Gewicht auch den CO₂-Ausstoss zu verringern.

In welchen Anwendungsbereichen sehen Sie für sich eine kurzfristige Nutzbarkeit der Additiven Fertigung?

Kurzfristig für System- und Strukturbauteile aus Titan, mittelfristig auch für Aluminiumbauteile. Das sind Quantensprünge in der Luftfahrt – und sie eröffnen ein enormes Potenzial, wenn man beispielsweise den gesamten Rumpf betrachtet. Bei Kunststoffbauteilen in der Kabine oder in der Sekundärstruktur ist der 3D-Druck heute schon verbreitet im Einsatz.

Mit welchen Herausforderungen haben Sie als Luftfahrtzulieferer im Hinblick auf die Additive Fertigung im Wesentlichen zu kämpfen?

Wir haben bislang viel Zeit und Energie in die Qualifikation und Zulassung investiert. Denn sowohl die Branche als auch die zuständigen Behörden betreten mit der Additiven Fertigung Neuland. Doch Sicherheit ist in der Luftfahrt oberstes Gebot. Deshalb haben wir mit umfangreichen Testprogrammen und Dokumentationen wichtige Überzeugungsarbeit geleistet. Schließlich wollen wir gemeinsam mit den zuständigen Behörden überzeugt sein, dass die Bauteile ihren Anforderungen über ein Flugzeugleben hinweg standhalten.

Sind die verfügbaren Materialien und Verfahren Ihrer Ansicht nach geeignet, die Anforderungen der Luftfahrt abzudecken?

Ja. Und wir weisen das durch umfangreiche material- und anlagenspezifische Testkampagnen nach. Bei den Verfahren ist noch eine weitere Industrialisierung erforderlich, um die Produktionskosten weiter zu reduzieren.

Wo sehen Sie die wesentlichen Bereiche, in denen die Verfahren in der Additiven Fertigung noch Verbesserungsbedarf haben?

Die Anlagentechnik ist heute noch nicht auf eine industrielle Serienproduktion ausgelegt. Für Labore und kleinere Produktionseinheiten ist die am Markt verfügbare Technik ausreichend, nicht aber für eine industrielle Nutzung mit größeren Stückzahlen bei gleichbleibend hohem Qualitäts- und Kostenanspruch.

Wenn Sie sich etwas von Maschinenherstellern wünschen dürfen, was wäre das?

Anstelle von Standalone-Anlagen ein skalierbares integriertes Produktionssystem. Das kommt von der automatisierten Pulverzuführung bis zum geprüften, wärmebehandelten und abgetrennten Bauteil ohne manuelle Eingriffe aus. Damit das kein Wunsch bleibt, sondern Wirklichkeit wird, arbeiten wir daran mit unseren Kooperationspartnern EOS und Daimler im Entwicklungsprojekt NextGenAM.

Sie wenden im Moment vor allem das Laserstrahlschmelzen im Metallpulverbett (LBM) an. Kommen aus Ihrer Sicht künftig auch andere generative Verfahren in der Luftfahrt in Frage?

Absolut. Als Ergänzung zum Pulverbettverfahren entwickeln wir außerdem das Laserauftragsschweißen weiter. Das Laserauftragsschweißen bietet viel Potenzial, um die Materialkosten für Zerspanbauteile im Flugzeugbau zu reduzieren. Statt ein Bauteil aus einem ganzen Metallblock herauszufräsen, erlaubt uns dieses Verfahren, mit konturnahen Rohlingen zu arbeiten. In der Luftfahrt gibt es sehr strenge Richtlinien. Wird man für additiv hergestellte Bauteile neue Richtlinien schaffen müssen?

Die bestehenden behördlichen Vorgaben sind sehr prozessorientiert und damit auch auf die Additive Fertigung anwendbar. Auch wenn einzelne Anweisungen und Vorschriften speziell erstellt werden müssen, halte ich die heutigen Regelungen grundsätzlich für ausreichend.

Vielen Dank für das aufschlussreiche Gespräch!