Home Forschung & Bildung Air Force will mit Additiver Fertigung Hyperschallflugzeuge verbessern

Air Force will mit Additiver Fertigung Hyperschallflugzeuge verbessern

Die Luftstreitkräfte der Vereinigten Staaten prüfen derzeit den Einsatz von 3D-Druck mit Keramikmaterialien für die Herstellung von Bauteilen für Hyperschallflugzeuge.

Forscher des Air Force Research Laboratory erforschen im Rahmen einer Kooperation mit den HRL Laboratories die Additive Fertigung mit Siliciumoxid-Karbid-Keramiken (SiOC-Keramiken). Die Kombination von feuerfesten Eigenschaften mit der Möglichkeit komplexe Bauteile herzustellen macht den 3D-Druck mit Keramik zu einer zukunftsträchtigen Technologie für die Air Force. Ein mögliches Einsatzgebiet ist der Hyperschallflug, da Materialien dabei extremen Umgebungsbedingungen wie hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

3D-Druck von Antriebskomponenten

Das Potential der Materialien wurde den Forschern bei der Suche nach neuen Thermoelementen für Strahlenabschirmung bewusst. Die Teile aus SiOC-Keramik wurden aus einem präkeramischen Polymer gedruckt und anschließend mit Wärme nachbehandelt, um zu Keramik auszuhärten.

“Wenn ein Material solche Temperaturen aushält – um die 1760°C – könnte es für Antriebsteile von Hyperschallflugzeugen wie Streben oder Flammenhaltern eingesetzt werden,” sagt Jamie Szmodis, Forschungsingenieur für Überschall bei der US Air Force.

Hyperschallflug ist ein spannender Forschungsbereich für die internationale Raum- und Luftfahrtindustrie. Derzeit erzielen Überschallflieger eine Geschwindigkeit von über 1230 km/h bzw. MACH 1. Hyperschall hingegen bedeutet eine Geschwindigkeit von mehr als MACH 5 (6125 km/h).

Technologietransfer-Vereinbarung

Im Rahmen der Kooperation wurde zwischen der Air Force und HRL eine Technologietransfer-Vereinbarung unterzeichnet. Ohne dieser hätte die Air Force lediglich Muster kaufen und diese testen können. So aber entsteht ein reger Austausch über Testergebnisse, wovon beide Parteien profitieren. HRL Laboratories ist ein Forschungszentrum mit Sitz in Malibu, Kalifornieren, dessen Eigentümer General Motors und Boeing sind.

Die Air Force hat mit den von HRL erhaltenen 3D-gedruckten Komponenten aus SiOC-Keramik Materialanalysen und Wärmebehandlungen durchgeführt. Dabei wurden diese Temperaturen von 260°C bis 1370°C ausgesetzt. Der fertige Testbericht wurde im März an HRL übermittelt. Diese Daten werden nun für die Fertigung der nächsten Generation von 3D-gedruckter Keramik herangezogen. HRL plant das neue Material weiter zu verbessern.

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