Wartung und Reparatur von Flugzeugen – Ersatzteile aus dem 3D-Drucker

Ganze Flugzeuge aus dem 3D-Drucker? Klingt nach Science-Fiction? Stimmt, so ganz geht das nämlich tatsächlich (noch) nicht. Zumindest aber können eine Reihe an voll funktionsfähigen Endbau- und Ersatzteilen dreidimensional hergestellt und verwendet werden. Die Luftfahrt ist tatsächlich eine der ersten Branchen, die die neue Technologie der additiven Fertigung für sich nutzte. Mit der zunehmenden Anzahl an verschiedenen druckfähigen Materialien und immer ausgefeilteren Maschinen steigen die Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Drucks und machen vor kaum einer Branche Halt. Besonders aber im Bereich der Luftfahrt sowie des Automobilsektors ist diese Technologie längst schon gut integriert.

Flugzeuge im Parkmodus sind teuer

Flugzeuge müssen regelmäßig gewartet und bei Bedarf repariert werden. Allerdings bedeutet ein Flugzeug, das am Boden bleiben muss, ein Verlustgeschäft – ganz unabhängig davon, ob Fracht-, Verkehrs-, Forschungs- oder Militärflugzeug. Denn: Ein Flugzeug, das nicht fliegt, kann auch keine Personen oder Waren transportieren. Zudem kostet die Parkzeit, das sogenannte Grounding, zusätzlich zu den Parkgebühren viel Geld. Allein das Vorbereiten eines Flugzeuges für das Parken bedeutet circa 30 bis 60 Arbeitsstunden. Steht eine Maschine länger als ein paar Tage, so gehen der Wiederinbetriebnahme für den erneuten Flugeinsatz ebenfalls viele Stunden Arbeit voraus. Jede Stunde am Boden kostet also.

Umso wichtiger, dass die Wartung und vor allem auch die Reparatur von Flugzeugen möglichst zügig vonstattengehen. Der Einsatz von 3D-Druckverfahren, auch additive Fertigungsverfahren genannt, trägt bei Reparaturen in der Regel zu einem enormen Teil an Zeitersparnis bei.

Rapid Manufacturing spart viel Zeit

Für neuartige Bauteile werden additive Fertigungstechnologien gern verwendet. Denn dank des dreidimensionalen Drucks ist es möglich, Bauteile noch individueller, geometrisch komplexer und leichter zu gestalten. Und das ganz ohne einen Mehraufwand im Vergleich zu herkömmlichen abtragenden Verfahren – im Gegenteil: Teilweise ergeben sich dabei sogar enorme Zeit- und Kostenersparnisse. Auch für die Produktion von einsatzfähigen Ersatzteilen können 3D-Druckverfahren im Rahmen des Rapid Manufacturing sinnvoll sein. Entweder um ein bisheriges Bauteil zu optimieren oder um schnell ein voll belastbares Bauteil zur Hand zu haben – insbesondere, wenn keine Ersatzteile gelagert sind.

Doch was genau ist eigentlich Rapid Manufacturing bzw. die Herstellung von Werkteilen im 3D-Druck? Der dreidimensionale Druck begann ursprünglich als Prototyping-Konzept, um entwicklungsbegleitend bedingt einsatzfähige Bauteile schnell herstellen und testen zu können. Die stetige Weiterentwicklung der additiven Fertigung machte das Rapid Manufacturing möglich. Die verwendeten Technologien hinter diesem Begriff sind die gleichen wie beim Rapid Prototyping. Das Rapid Manufacturing beschreibt allerdings, dass die Werkteile tatsächlich vollumfänglich einsatzfähig sind und nicht nur als Musterbauteile dienen. Damit ist es in der zivilen und militärischen Luftfahrt möglich, Flugzeugreparaturen zu beschleunigen. Das Flugzeug kann schneller wieder abheben und verursacht weniger Grounding-Kosten.

Die Materialvielfalt für diverse additive Druckverfahren enthält zunehmend mehr Metalle und Kunststoffe, die für den Einsatz unter extremen Bedingungen wie eben Flugzeugen geeignet sind. Dadurch weiten sich die Möglichkeiten des Drucks von Ersatzbauteilen deutlich aus.

Noch lohnt das Rapid Manufacturing vor allem bei der Herstellung von Einzelteilen oder kleinen bis mittelgroßen Serien. Sollen Werkteile in großen und sehr großen Stückzahlen hergestellt werden, ist der Weg über herkömmliche Verfahren wie das Spritzgießen ökonomischer.

Bild von Lutz Peter auf Pixabay