Partnerschaft von 3D-Druck-Spezialist Stratasys und Hexagon Manufacturing Intelligence für die Luft- und Raumfahrtbranche

Hexagon Manufacturing Intelligence und der 3D-Drucker-Hersteller Stratasys stellen eine neue Lösung vor, die Herstellern in der Luft- und Raumfahrtbranche hilft, das Vertrauen in die Leistungsfähigkeit und Sicherheit von 3D-gedruckten Kunststoffkomponenten zu stärken und die Markteinführungszeit zu verkürzen. Die Kombination von Virtual Engineering und Fertigung ermöglicht Kunden erhebliche Zeiteinsparungen. Der zwei- bis dreijährige Konstruktions- und Testaufwand für ein Bauteil kann nun auf sechs bis neun Monate verkürzt werden.

Anwender des ULTEM 9085, ein Druckmaterial von Stratasys, können im Rahmen der neuen Partnerschaft zudem für die Leistungsprognose gedruckter Teile Hexagons Materialmodellierungssoftware Digimat nutzen. ULTEM 9085 kommt bei der Bauteilefertigung für die Innenausstattung von Flugzeugen zum Einsatz, wie beispielsweise Halterungen, Teile für Kabelführungen, Abdeckungen und Leitungskomponenten, die für die Zertifizierungsanforderungen, z. B. im Bereich Entflammbarkeit und Toxizität, unerlässlich sind. Für diese Anwendungen nutzt Airbus seit 2014 die FDM-Technologie. Einige Kunden verwenden das Material auch für die Innenausstattung von Flugzeugen. So nutzt zum Beispiel die Firma Diehl Aviation das Material für die Herstellung von Vorhängen, die die Kabinenklassen des Airbus A350 trennen.

In der Luftfahrt ist es von entscheidender Bedeutung, dass das Druckmaterial die Zertifizierungsstandards erfüllt. ULTEM 9085 ist ein flammenhemmendes Hochleistungsthermoplast mit hohem Festigkeits-/Gewichtsverhältnis, hervorragender Hitzebeständigkeit sowie hoher Stoßfestigkeit und weist optimale Flamm-, Rauch- und Toxizitätseigenschaften (FST) auf. Die Materialmodellierungssoftware gibt Ingenieuren ein validiertes Werkzeug an die Hand, mit dem sie prüfen können, wie sich dieses Material mechanisch in einem Produktdesign verhält, wenn es mit zwei kompatiblen Druckern gedruckt wird.

Mit Digimat können Ingenieure das Verhalten der Bauteile, die auf zugelassenen Stratasys-Druckern mit ULTEM™ 9085 gefertigt wurden, vorhersagen. Ermöglicht wird dies durch ein hochpräzises virtuelles Materialmodell, das auf der Basis physikalischer Tests von den beiden Unternehmen gemeinsam entwickelt wurde und das detaillierte Informationen über die innere Mikrostruktur des Materials enthält. Die Prozesssimulationsfunktionen der Software unterstützen Hersteller dabei, Fehler wie das Verziehen eines Bauteils zu vermeiden. Außerdem können so Druckzeit und Materialkosten für die proprietären Druckerwerkzeugwege dieser Maschinen für optimale Ergebnisse geprüft werden.

Die Lösung bietet Luft- und Raumfahrtingenieuren eine Reihe nützlicher Vorteile

Höhere Sicherheit – Flugzeuge unterliegen strengen Bestimmungen. Hersteller müssen den Behörden die Leistung des Bauteils überzeugend darlegen. Bisher bedeutete dies jahrelange Tests. Mit Digimat können jetzt Ingenieure das Bauteilverhalten sicher vorhersagen.

Raschere Markteinführung – Durch besseres Verständnis der Material-Leistungsfähigkeit und geringere Anzahl physischer Prototypen-Durchläufe wird die Entwicklung- und Einführungszeit neuer Teile – und damit auch der Flugzeuge – erheblich verkürzt und Innovationen beschleunigt.

Besseres Verständnis – Bisher wussten Ingenieure nicht, wie sich die Materialeigenschaften Druckbahn für Druckbahn und Schicht für Schicht auf ein komplexes geometrisches Teil auswirken. Dies hat zu zeitaufwändigen und kostspieligen Testverfahren geführt, die auf der Grundlage von Materialproben-Datensätzen und nicht realen Bauteilgeometrien basieren, was bedeutet, dass ein Test nie vollständige Gewissheit über die Leistungsfähigkeit des Materials liefert.

Darüber hinaus lassen sich wesentlich mehr Durchläufe eines Bauteils in erheblich kürzerer Zeit durchführen. So verstehen Ingenieure wesentlich besser, was auf dem Markt erfolgreich ist.

Nachhaltiges Design – Ingenieure können prüfen, ob ein Teil mit dem 3D-Drucker herstellbar ist, und nutzen Materialien optimal für die Gewichtsverringerung von Flugzeugen oder Raumfahrzeugen.

Ab sofort steht die Virtual-Engineering-Lösung Anwendern der Materialmodellierungssoftware Digimat zur Verfügung. Stratasys-Kunden können über die Materials-Exchange-Funktionen Zugang zu detaillierten Materialkarten anfordern und Toolpaths direkt aus ihrer Stratasys Insight-Software importieren.

Artikel basiert auf einer Pressemitteilung von Hexagon Manufacturing Intelligence.