Lasttragendes Ersatzteil Luftfahrt-Zulassung für 3D-gedrucktes Metallteil

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Ein von Lufthansa Technik entwickeltes Metallbauteil für das Anti-Icing-System des IAE-V2500-Triebwerks hat jetzt seine offizielle Luftfahrt-Zulassung durch die EASA erhalten. Premium Aerotec fertigt es im Laserstrahlschmelzen und beliefert damit zum ersten Mal einen Kunden außerhalb des Airbus-Konzerns.

Die sogenannten "A-Links" bestehen aus Titan. Sie werden Schicht für Schicht im Laser Power Bed Fusion (LPBF)-Verfahren additiv gefertigt.
Die sogenannten "A-Links" bestehen aus Titan. Sie werden Schicht für Schicht im Laser Power Bed Fusion (LPBF)-Verfahren additiv gefertigt.
(Bild: Premium Aerotec )

Bereits seit Jahren werden Bauteile für die Flugzeugkabine im 3D-Druckverfahren hergestellt. Meistens jedoch aus Kunststoff. Nun wurde mit dem sogenannten A-Link ein additiv gefertigtes strukturrelevantes Metallbauteil für den Einsatz außerhalb der Kabine durch die EASA zugelassen. Lufthansa Technik konnte im Rahmen dieses Zulassungsprozesses die Kompetenz ihres EASA-Part 21/J-Entwicklungsbetriebs auf additiv gefertigte Bauteile aus Metall erweitern.

Neun A-Links fixieren die ringförmige Heißluftleitung im Lufteinlauf des Triebwerks.
Neun A-Links fixieren die ringförmige Heißluftleitung im Lufteinlauf des Triebwerks.
(Bild: Jan Brandes / Lufthansa Technik AG )

Wie Lufthansa Technik mitteilt, fixieren die A-Links beim Anti-Icing-System des IAE-V2500-Triebwerks eine ringförmige Heißluftleitung im Lufteinlauf des Triebwerks. Dieser wird damit vor Eisanlagerungen während des Flugbetriebes geschützt. Da die Bauteile Temperaturen bis zu 300 Grad Celsius ausgesetzt sein können, bestehen sie aus Titan. Im Original werden sie durch einen Schmiedeprozess hergestellt, um höchste Anforderungen an die Materialeigenschaften zu erfüllen. Durch auftretende Vibrationen verschleißen die A-Links jedoch an ihren Aufhängungsbohrungen, so dass nach einigen Jahren ein Ersatzteil nötig wird.

Prozessqualifikation für additiv gefertigtes Ersatzteil

In der von Premium Aerotec und Lufthansa Technik entwickelten Fertigungslösung wird das A-Link-Ersatzteil nun Schicht für Schicht mittels Laserstahlschmelzen additiv aufgebaut. Da die Eigenschaften so gefertigter Bauteile sehr stark vom entsprechenden additiven Prozess abhänging sind, muss dessen Qualifikation in einem aufwendigen Verfahren nachgewiesen werden. Nach eigenen Angaben wurden dazu bei Premium Aerotec eine Vielzahl von Druckjobs mit Testkörpern durchgeführt, bei gleichbleibenden Einstellungen aller prozessrelevanten Parameter. So konnte ein konstanter und sicherer Prozess etabliert und nachgewiesen werden, der die höchsten Anforderungen hinsichtlich der Materialeigenschaften erreicht. Bei der Zugfestigkeit übertrifft der additiv gefertigte A-Link das Originalteil sogar, heißt es.

Geometrieoptimierung als nächstes Ziel

Auf Basis der offiziellen Luftfahrt-Zulassung durch die EASA wird Premium Aerotec die A-Links zukünftig am Standort Varel im Laser Power Bed Fusion (LPBF)-Verfahren für Lufthansa Technik fertigen. Sie werden zuerst in der Lufthansa-Flotte zum Einsatz kommen, wo über die Zertifizierung hinaus auch Langzeit-Erfahrungen mit den neuen Komponenten gesammelt werden sollen.

Laut Lufthansa Technik entspricht die Geometrie des 3D-gedruckten A-Links noch weitgehend dem geschmiedeten Originalteil. Zukünftig sollen jedoch die Vorteile der additiven Fertigung für die gezielte Optimierung der Geometrie genutzt werden, so dass die Bauteile bei gleichbleibender Festigkeit und Funktion dann deutlich leichter und materialsparender produziert werden können.

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