Laserschmelzen Additiv gefertigtes Titanbauteil für Airbus A350 XWB

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Bei der Umsetzung des ersten generativ hergestellten Titanbauteils hat Airbus mit dem Forschungszentrum Laser Zentrum Nord und dem Maschinenhersteller Concept Laser zusammengearbeitet.

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Kabinenhalter (Bracket) des Airbus A350 XWB aus Titan, hergestellt im Lasercusing-Verfahren.
Kabinenhalter (Bracket) des Airbus A350 XWB aus Titan, hergestellt im Lasercusing-Verfahren.
(Bild: Airbus)

Verbindungselemente, sogenannte Brackets, die im Airbus A350 XWB zum Einsatz kommen, wurden als Finalist mit dem „Innovationspreis der deutschen Wirtschaft 2014“ ausgezeichnet. Nach Einschätzung der Jury revolutioniert diese industrieübergreifende Entwicklung die Art, Flugzeugstrukturelemente zu fertigen, und den Leichtbau bei Zivilflugzeugen zu realisieren. Bislang war das Bauteil ein gefrästes Teil aus Aluminium (Al), nun ist es ein gedrucktes Teil aus Titan (Ti) mit einer Gewichtseinsparung von ca. 30 %.

Neue konstruktive Ansätze durch Laserschmelzen möglich

Die Argumente für das Laserschmelzen mit Metallen im Flugzeugbau sind Geometriefreiheit und Gewichtsreduzierung. Der Leichtbau-Ansatz soll den Airlines helfen, ihre Flugzeuge ökonomischer zu betreiben. Im Fall der Brackets wirkt sich die erzielbare Gewichtsreduktion in tendenziell niedrigeren Treibstoffverbräuchen oder einem Potenzial für erhöhte Flugzeugzuladungskapazitäten aus. Eine neue Flugzeugkonstruktion erfordert tausende von sogenannten FTI (Flight Test Installations)-Brackets mit Kleinststückzahlen. Das additive Layer Manufacturing ermöglicht Konstrukteuren, neue Strukturen zu entwerfen. Die additiven Bauteile sind faktisch um mehr als 30 % leichter als konventionelle Gieß- oder Frästeile. Hinzu kommt, dass die CAD-Daten unmittelbar Grundlage eines additiven Baujobs sind. Der Entfall von Werkzeugen reduziert die Kosten und beschleunigt die Zeit bis zur Bauteilverfügbarkeit um bis zu 75 %. Durch die werkzeuglose Natur des Verfahrens ist es nun möglich, bereits früh Funktionsmuster mit seriennahem Bauteilcharakter herzustellen. Dies geschieht ohne Vorlaufkosten für Werkzeuge. So können bereits im frühen Stadium der Konstruktion Fehlerquellen identifiziert und der Projektablauf optimiert werden. Peter Sander, Leiter Emerging Technologies & Concepts, Airbus, Hamburg: „Früher veranschlagten wir für eine Bauteilentwicklung rund sechs Monate – heute ist daraus ein Monat geworden.“

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