ESA vergibt Auftrag an Siemens und Sonaca zur Entwicklung eines Designs für additive Fertigungsanwendungen

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat Siemens Digital Industries Software ausgewählt, um Anwendungen für die Entwicklung von Luft- und Raumfahrtkonstruktionen für die additive Metallherstellung zu entwickeln. Die Anwendungen werden die durchgängige Softwarelösung von Siemens für die industrielle additive Fertigung nutzen, die generatives Engineering, Topologieoptimierung, Predictive Analytics, Prozesssimulation, Vorbereitung des Aufbaus und Produktionsausführung kombiniert. Das zweijährige Projekt mit dem Namen Design4AM basiert auf einer engen Zusammenarbeit zwischen Siemens und Sonaca, einem Spezialisten für Luft- und Raumfahrtstrukturen, mit finanzieller Unterstützung der ESA und des belgischen Amtes für Wissenschaftspolitik (Belspo). Das Design4AM-Projekt wird zu einem validierten Prozess führen, mit dem mithilfe der umfassenden additiven Fertigungssoftware von Siemens hochoptimierte, leichtgewichtige Bauteile für Weltraumanwendungen entworfen und hergestellt werden können, unter anderem Halterungen und Zweibeine für verbesserte Leistung und Kosten.

“Die Partnerschaft zwischen Siemens und Sonaca kombiniert die Leistungsfähigkeit einer führenden Softwarelösung für die additive Fertigung mit dem Know-how eines führenden Luft- und Raumfahrtherstellers”, sagte Pedro Romero Fernandez, Sonaca General Manager Space BU. “Mit unseren umfassenden Kenntnissen in der Luft- und Raumfahrt und den von Siemens entwickelten Softwaretechnologien wie generatives Design, automatisierte Topologieoptimierung und additive Fertigungsprozesssimulation können Ingenieure Hunderte von Konstruktionsoptionen in einem Bruchteil der normalen Zeit erkunden und sie anschließend virtuell gegen eine Vielzahl von Varianten testen. Um die beste Designlösung für ihre Leistungsanforderungen zu finden, die der 3D-Druck beim ersten Mal korrekt erfüllt.”

Additive Manufacturing (AM) ist ein wichtiges Werkzeug für die Raumfahrtindustrie, da es strukturelle und multidisziplinäre Anforderungen für Raumfahrtanwendungen mit einem viel geringeren Gewicht erfüllen kann als herkömmliche Raumfahrtstrukturen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden hergestellt werden. Das Gewicht ist ein besonders kritisches Anliegen bei Weltraumanwendungen. Branchenberichten zufolge entspricht ein Pfund Nutzlast Startkosten in Höhe von 10.000 US-Dollar. Additive Fertigungstechniken können verwendet werden, um nahezu jede Art von komplexer Struktur in Trägerraketen, Antrieben, Satelliten und verschiedenen Raumfahrzeugkomponenten leicht zu machen.

Design4AM wird die Siemens Digital Innovation Platform mit Hilfe der Erfahrung von Sonaca in Weltraumanwendungen, Fertigungsmerkmalen, Material und Verfahren, Tests und numerischen Methoden für die Validierung der Kette nutzen. Mit der NX-Software und der Simcenter-Software von Siemens können Ingenieure eine Vielzahl von Konstruktionskonzepten in einem automatisierten Regelkreis untersuchen, der die Anforderungen an die Konstruktionsleistung, den Herstellungsprozess und die Betriebskosten berücksichtigt. Diese Werkzeuge können Fertigungsbeschränkungen wie thermomechanische Bauteilverformung, Bauteilorientierung in der Baukammer oder die Gestaltung von Tragstrukturen berücksichtigen. Die integrierte Softwareumgebung kann den Prozess der Teilekonzeption und -optimierung verkürzen und die Herstellung leistungsstärkerer Strukturen ermöglichen.

“Die additive Fertigung kann dazu beitragen, dass die ESA im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden, bei denen mehrere Schritte, Werkzeuge und Behandlungen erforderlich sind, alles für eine optimale Leistung zu geringeren Kosten umformt”, sagte Didier Granville, FTE-Projektleiter bei Siemens in Lüttich. “Durch die Zusammenarbeit mit Sonaca können wir der ESA helfen, die Vorteile der additiven Fertigung zu nutzen, um Hochleistungsstrukturen zu liefern, die den extremen Kräften beim Start von Weltraumsatelliten standhalten.”