3D-Druck für die Luft- und Raumfahrt: Markforged präsentiertt Onyx FR-A und Kohlefaser FR-A

Der 3D-Drucker-Hersteller Markforged stellt zwei neue Materialien für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrtindustrie vor. Von nun an bietet Markforged Onyx FR-A und Carbon Fiber FR-A an – luftfahrttaugliche Versionen der Materialien Onyx FR und Carbon Fiber FR. Die beiden neuen Materialien durchlaufen ein Qualifizierungsprogramm, das vom National Center for Advanced Materials Performance (NCAMP), Teil des National Institute for Aviation Research (NIAR) an der Wichita State University, auf dem X7 durchgeführt wird. Nach Abschluss der Tests dürfte Markforged das erste endlosfaserverstärkte additive Fertigungsverfahren (AM) anbieten, das vom NCAMP, einer der beiden von der Federal Aviation Administration (FAA) autorisierten Stellen zur Qualifizierung von Materialien für den Flugbetrieb, zugelassen ist.

Seit Markforged vor sieben Jahren die Endlosfaserverstärkung eingeführt hat, wurden Millionen von Teilen mit The Digital Forge gedruckt. Nun bietet Markforged für den Luft- und Raumfahrtsektor die Möglichkeit, von der Endlosfaserverstärkungstechnologie zu profitieren. Damit können Hersteller hochfeste, leichte Verbundwerkstoffe nutzen – und das bei geringeren Fixkosten, kürzeren Vorlaufzeiten und geringeren Personalkosten im Vergleich zur herkömmlichen Fertigung.

“Markforged glaubt an eine Zukunft, in der Produktionsmaterialien weit über Metall hinaus gehen. Wir fokussieren uns seit geraumer Zeit auf die Luft- und Raumfahrtindustrie und haben heute bereits Teile in der Luft und im Orbit”, sagt Shai Terem, Präsident und CEO von Markforged. “Schon seit einigen Jahren zeichnet sich ein Trend von Teilen aus Metall hin zum Verbundwerkstoff ab. Schließlich sind die Teile leichter und bieten bessere Performance. Unser bewusster Schritt, Innovationen in der Luft- und Raumfahrt zu unterstützen, mindert das Risiko für diese Hersteller und hilft, additive Teile schneller in die Luft zu bringen, indem wir den Prozess der Teilezertifizierung vereinfachen.”

Markforged arbeitet seit dem ersten Quartal 2020 mit NCAMP zusammen und hat die strenge Werksaudit-Phase des Qualifizierungsprogramms erfolgreich abgeschlossen. Die Genehmigung erteilen dabei NIAR und ein Lenkungsausschuss, bestehend aus Experten aus der Handels- und Verteidigungsindustrie, der Wissenschaft und der FAA. Das Programm befindet sich derzeit in der Druck- und Testphase, an die sich ein ausführlicher Analyse- und Berichtszyklus anschließen wird. Markforged und NCAMP erwarten die vollständige Qualifizierung nach Abschluss dieser Prozesse Anfang 2023. Sowohl die FAA als auch die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) akzeptieren derzeit Composite-Spezifikationen und Designwerte, die mit dem NCAMP-Prozess entwickelt wurden.

Die Materialien Onyx FR-A und Carbon Fiber FR-A erfüllen die FAR-Brandprüfung (FST requirements: Flame, Smoke, and Toxicity) für viele Teile im Flugzeuginnenraum. Außerdem sind sie rückverfolgbar und entsprechen den vom NCAMP genehmigten Spezifikationen. Sie wurden speziell für Endanwendungen in anspruchsvollen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigung entwickelt, da sie ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, eine außergewöhnliche Oberflächengüte und eine hohe Konsistenz aufweisen. Mit den Materialien Onyx FR-A und Carbon Fiber FR-A können Hersteller in der Luft- und Raumfahrt und anderen Branchen mit hohen Anforderungen an die Dokumentation die additive Fertigung praxisnah einsetzen und hochfeste, endlosfaserverstärkte Teile direkt für den Endgebrauch drucken.

Markforged arbeitet mit Kunden aus der Luft- und Raumfahrt, wie z. B. Cabin Management Solutions (CMS), zusammen, um Endgebrauchsteile über einen manuellen Prozess der Materialrückverfolgung auf den Markt zu bringen. Das in Texas ansässige Unternehmen entwickelt und fertigt Kabinenmanagement- und Bordunterhaltungssysteme für Geschäfts- und Privatflugzeuge und hat bereits über 100 Teile für den Endgebrauch entwickelt, die bereit für den Einbau in Flugzeuge sind. Die nun neu verfügbare Rückverfolgbarkeit der Materialien wird ihre Prozesse verschlanken und letztlich unter anderem den Weg zur FAA-Zulassung beschleunigen.

“In der Luft- und Raumfahrt ist es wichtig, qualitativ hochwertige Teile zu haben, die wir im Handumdrehen anpassen können, um alle vom Kunden gewünschten Änderungen vorzunehmen”, sagt Jeff Pike, VP of Engineering bei CMS. “Der Einsatz von Markforged-Druckern und -Materialien bietet uns die Möglichkeit, hochwertige Kabinenteile in kleinen Stückzahlen schneller und direkt am Ort des Bedarfs herzustellen. Das führt zu niedrigeren Kosten und kürzeren Vorlaufzeiten, und mit der Rückverfolgbarkeit der Materialien können wir in unserem Entwicklungsprozess noch schneller vorankommen und Ressourcen besser nutzen, um uns auf andere Bereiche zu konzentrieren.”

Onyx FR-A und Carbon Fiber FR-A, die ab sofort verfügbar sind, geben den Herstellern Vertrauen in die Materialien, gleichzeitig reduzieren sie das Risiko und sparen Zeit. Sobald Onyx FR-A und Carbon Fiber FR-A den NCAMP-Qualifizierungsprozess durchlaufen haben, können Hersteller auf die Materialinformationen von Markforged aus der NCAMP-Datenbank zugreifen, die Gleichwertigkeit nachweisen und die Möglichkeit haben, die entsprechende FAA-Zertifizierung zügig zu erhalten.

Die Materialien Onyx FR-A und Carbon Fiber FR-A sind für den Markforged X7 verfügbar. Zudem ist Onyx FR-A auch für den Markforged X5 und X3 erhältlich. Diese Drucker kombinieren präzisionsgefertigte Hardware, fortschrittliche Sensoren und erstklassige Software, um kontinuierlich präzise Teile zu liefern. Das Unternehmen plant, in Zukunft weitere rückverfolgbare Materialien auf den Markt zu bringen.

Der Artikel basiert auf einer Pressemeldung von Markforged