US-Luftwaffe produziert Ersatzteile mit 3D-Druck-Formen

Die Tinker Air Force Base in Oklahoma hat angefangen, schwer zu beschaffende Flugzeugteile selbst per 3D-Druck von Sandformen und anschließendem Sandguss aus Aluminium herzustellen. Mit dieser Methode können Ersatzteile bis 120 Pfund Gewicht für ältere Flugzeuge produziert werden, für die die Ersatzteilversorgung schwierig ist. Die 76th Commodities Maintenance Group will die neue Fertigung weiter ausbauen, um die Einsatzfähigkeit der Flugzeuge zu sichern.

“Die Entwicklung von Formen und das Gießen von Teilen im eigenen Haus ermöglicht es uns, dass unsere Flugzeuge weiterhin fliegen können”, sagte Michael Thompson, Prozessingenieur der 76. “Wir können nicht zulassen, dass das Fehlen eines 100-Dollar-Gussteils ein 50-Millionen-Dollar-Flugzeug am Boden hält.”

Die Teile werden in der neuen Gießerei durch 3D-Druck einer Sandform erzeugt, die mit einem Bindemittel gemischt ist. Aluminiumbarren werden geschmolzen und in die Form gegossen. Nach dem Abkühlen kann das Gussstück bearbeitet werden, um das fertige Produkt zu erhalten.

“Der dreidimensionale Sanddruck ist eine weitere Technologie, die das REACT-Labor in den letzten zwei Jahren zu seiner Produktionsbasis hinzugefügt hat”, sagte Ryan Fowler, REACT-Materialingenieur. “Wir arbeiten darauf hin, dass die gedruckten Metallteile als flugtauglich zertifiziert werden, aber da es sich um eine neue Technologie handelt, ist dies mit etwas mehr Aufwand verbunden. Da diese Komponenten ursprünglich gegossen wurden, müssen REACT und die 76th CMXG lediglich einen Source Approval Request” stellen.

Muschelgussteile sind präziser und komplexer als Sandgussteile und werden an weitaus mehr Stellen eingesetzt, z. B. in Kraftstoffpumpen, Steuerverbindungen, Lüftern und an Stellen, an denen Luft und Flüssigkeiten fließen müssen”, sagte Thompson.

Zukünftige Investitionen umfassen einen neuen Ofen zur Vorwärmung der Sandformen und eine automatisierte Schalengusszelle, die mit Robotern Wachsmodelle für keramische Gussformen erzeugt. Diese Prozesse ermöglichen komplexere Geometrien und extrem glatte Gussstücke.

Obwohl die gegossenen Produkte noch nicht in Flugzeugen eingesetzt werden, erwartet Thompson, dass die Teile im nächsten Jahr fliegen werden, vorausgesetzt, die Lufttüchtigkeitstests sind erfolgreich. Die 76th CMXG arbeitet an der Zertifizierung nach dem National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program (NADCAP) und erwartet, diese im Juni 2024 zu erhalten.

Die 76th Commodities Maintenance Group und das REACT Lab zeigen, wie 3D-Drucktechnologie in der Luftfahrt zur Verbesserung der In-House-Produktion eingesetzt werden kann. Durch die kontinuierliche Verbesserung und Zertifizierung ihrer Prozesse sind sie auf dem besten Weg, ein wichtiger Akteur im Bereich der additiven Fertigung für die Luftfahrtindustrie zu werden.