Forum Luftfahrt

MITTWOCH, 23. Juni 2021

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09:00 - 09:05

Begrüßung aus dem Rapid.Tech 3D Live-Studio

Michael Kynast, Michael Eichmann und Prof. Gerd Witt | Messe Erfurt GmbH, Stratasys GmbH, Universität Duisburg-Essen

Michael Kynast, Geschäftsführer der Messe Erfurt GmbH
Michael Eichmann, Stratasys GmbH, Fachbeiratsvorsitzender Rapid.Tech 3D
Prof. Gerd Witt, Universität Duisburg-Essen, Lehrstuhl Fertigungstechnik, Fachbeiratsvorsitzender Rapid.Tech 3D

09:05 - 09:15

Begrüßung aus dem Rapid.Tech 3D Live-Studio

Valentina Kerst | State Secretary Thuringian Ministry for Economy, Science and Digital Society
09:15 - 09:45

Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist geprägt von kleinen Stückzahlen, höchsten Sicherheitsanforderungen und wie kaum eine andere Branche von der Notwendigkeit, Gewicht zu sparen. Jede s reduzierte Kilogramm Gewicht spart bis zu 3 kg Co2 – und das täglich. Auch die kurzfristige Versorgung mit Ersatzeilen ist eine Herausforderung. Damit ist die Luftfahrtindustrie ideal für die Einführung von Bauteilen, welche topologisch optimiert und in 3D Druck Verfahren hergestellt werden. Seit über 10 Jahren werden Teile von konventionellem Design und konventioneller Fertigung in additiven Verfahren umgestellt. Die Ergebnisse sind eindeutig: Bauteile werden leichter, kleiner und können mehr Funktionen in sich integrieren. Trotzdem geht der Umstellungsprozess nur schrittweise voran. Das hat mehrere Ursachen und beginnt vor allem mit dem Anspruch an höchste Sicherheit. Bei bestehenden Design- und Produktionsverfahren liegen alle Qualifikationen vor, welche für die geforderte Sicherheit der Bauteile erforderlich sind. Für den 3D Druck stehen wir leider noch am Anfang und investieren sehr viel Zeit und Energie in Prozessqualifizierungen. Wir müssen sicherstellen, dass die inneren Strukturen und die Oberflächen allen Anforderungen für einen dauerhaften, sicheren Betrieb garantiert erfüllen. Parallel arbeiten wir natürlich weiter an der Optimierung der Prozesse, an neuen Materialkombinationen und Designverfahren denn wir sind sicher: 3D Druck wird für das klimaneutrale Flugzeug der Zukunft unabdingbar sein.

Volker Thum | BDLI Bundesverband der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie e.V.

Volker Thum, Hauptgeschäftsführer

Volker Thum übernahm 2015 die Position des Geschäftsführers des Bundesverbands der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie. Zuvor war er 25 Jahre bei AIRBUS tätig. Er hatte verschiedene Aufgaben in den Bereichen Produktion, Finanzen und Beschaffung in Deutschland und Frankreich. Vor seinem Wechsel zum BDLI leitete er ab dem 1. Januar 2013 das AIRBUS-Werk in Bremen, nachdem er seit Ende 2008 für den AIRBUS Aero structure Procurement verantwortlich war. Seine bisherigen Aufgaben: AIRBUS General Procurement und Facility Management 2007/2008, Rumpfproduktion in Deutschland 2006/2007, AIRBUS Cost Center Controlling von 2002 bis Ende 2005.

Volker Thum freut sich mit seiner internationalen und multifunktionalen Erfahrung die Deutsche Luft- und Raumfahrtindustrie als Hauptgeschäftsführer des Verbandes in Berlin zu unterstützen.

09:45 - 09:50
Gruß aus dem Rapid.Tech 3D Live-Studio
09:50 - 10:00
Pause & Chat Roulette
10:00 - 14:00
Live-Stream: Forum "Software, Prozesse, Konstruktion" und "Medizin-, Zahn- & Orthopädietechnik"
14:00 - 14:15
Kaffeepause und Chat Roulette
14:15 - 14:45

Die additive Fertigung (AM – additive manufacturing) erlaubt es Bauteile zu produzieren, die eine enorme Komplexität hinsichtlich organischer Formen oder innenliegender Geoemetrien aufweisen. Gerade für Luftfahrtanwendungen ergeben sich somit neue Design-Möglichkeiten zur Gewichts-Optimierung, ohne mechanische Stabilität zu verlieren. Bevor solche Bauteile jedoch verwendet werden können, bedarf es einer strikten Qualitätsprüfung die im Idealfall zerstörungsfrei abläuft und der geometrischen Komplexität der Bauteile gerecht wird. Hier präsentieren wir als Fallbeispiel die zerstörungsfreie Prüfung der Reaktionsrad-Klammern des Eutelsat KONNECT-Satelliten. Um die gesamte 3D Geometrie des Bauteils zerstörungsfrei auf Materialfehler zu prüfen, kommt die industrielle Computer-Tomographie (CT) zum Einsatz. Dieses Verfahren beruht auf Röntgenbildgebung und resultiert in einem 3D-Volumendatensatz des Bauteils, welcher virtuell in beliebigen Ebenen geschnitten werden kann, um Innere Strukturen darzustellen. Somit können, Poren, Fremdpartikeleinschlüsse oder Bindefehler visualisiert werden. Weiterhin kann der CT-Datensatz verwendet werden, um die Bauteilgeometrie gegen ihre nominalen CAD-Daten abzugleichen und somit Formabweichungen zwischen Soll- und Ist-Geometrien hervorzuheben. Dadurch ergibt sich ein umfassendes Bild zur Qualität additiv gefertigter Bauteile.

Dr. Thomas Kleinteich | TPW Prüfzentrum GmbH

Dr. Thomas Kleinteich leitet als Level 3 Prüfer für Durchstrahlungsprüfungen bei der TPW Prüfzentrum GmbH in Neuss die Bereiche Röntgenprüfung und Computertomographie. Vor seiner Anstellung bei TPW arbeitete Herr Dr. Kleinteich als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Funktionelle Morphologie und Biomechanik an der Universität Kiel. Im Rahmen dieser Tätigkeit nutze er 3D Computertomographie für vielfältige Forschungsprojekte im Bereich der Bionik und Biomechanik. Weiterhin arbeitete Herr Dr. Kleinteich als Wissenschaftler an der University of Washington (Seattle, USA) und der Universität Hamburg. Er schloss seine Promotion mit dem Titel Dr. rer. nat. 2009 an der Universität Hamburg ab und verfügt über einen Abschluss als Diplom-Biologe von der Friedrich-Schiller Universität Jena.   

14:45 - 15:15

Die additive Fertigung bietet eine einzigartige Gestaltungsfreiheit zur Herstellung komplexer struktureller und funktionaler Bauteile. Aufgrund der in der Raumfahrt typischen geringen Stueckzahlen, zeigen sich vielversprechende Anwendungen fuer Satelliten.
Im Gegensatz zur traditionellen Fertigung koennen die Materialeigenschaften nicht einer Materialdatenbank entnommen werden, sondern werden erst waehrend des Fertigungsprozesses festgelegt. Erfahrungsgemaess haengt die Bauteilqualitaet vom verwendeten Rohmaterial, den Prozessbedingungen, dem Anlagentyp und dem Bauteillieferanten ab. Eine robuste und zuverlaessige Prozesskette sind deshalb eine Grundvoraussetzung um die erforderliche Bauteilqualitaet sicherzustellen.
Der Vortrag beleuchtet OHB's Ansatz zur Einfuehrung von Satellitenbauteilen mittels additiver Fertigung. Der vorgestellte Prozess konzentriert sich auf die Interaktion zwischen Konstruktion und Strukturanalyse unter Verwendung topologischer Optimierung. Kuerzlich entwickelte Bauteile werden vorgestellt um die Vorteile der Technologie gegenueber konventionellen Loesungen zu verdeutlichen. Ein Ausblick auf die Pruefung der Materialeigenschaften, die Prozesskontrolle und Verifizierung der Bauteileigenschaften runden den Vortrag ab.

Dr. Marco Mulser | OHB System AG

Marco Mulser koordiniert als Technologiemanager bei der OHB System AG seit 2018 die Entwicklung und die Verwendung der Additiven Fertigung in OHB’s Satellitensystemen. Die Auslegung und Optimierung der Bauteile erfolgt intern, während die Fertigung über externe Hersteller durchgeführt wird. Zuvor war er mehrere Jahre beim Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialwissenschaften in Bremen im Bereich der Pulvertechnologie beschäftigt.

15:15 - 15:45

Die Fertigung von Großstrukturen aus teuren metallischen Werkstoffen stellt unter anderem die Branchen Luft- und Raumfahrttechnik vor große logistische und wirtschaftliche Herausforderungen. Klassische pulverbettbasierte additive Fertigungsverfahren eignen sich bedingt durch beschränkte Bauräume und die Kreislaufführung von großen Mengen Metallpulver kaum für die wirtschaftliche Herstellung von Großstrukturen.

MT Aerospace verfolgt aus diesem Grund die beiden Verfahren Additives Rührreibschweißen und Directed Energy Deposition mit dem Ziel, sowohl hybride als auch komplett additiv gefertigte Bauteile mit höchsten Anforderungen an Prozesssicherheit und Werkstfoffeigenschaften herzustellen.

Entwicklungsschwerpunkte sind im Verfahren Directed Energy Deposition Titanlegierungen, im Additiven Rührreibschweißen werden hauptsächlich nicht schmelzschweißbare Alulegierungen verarbeitet.

Beide Verfahren bieten neben den klassischen Vorteilen der additiven Fertigung wie kürzere Lieferzeiten und mehr Freiheitsgrade beim Produktdesign weitere einzigartige Vorteile, die beide Technologien für höchstbelastete Großstrukturen sehr interessant machen.

Directed Energy Deposition ist unabhängig von der Art der Werkstoffzufuhr sehr gut skalierbar, da die Prozessführende Düse selbst nahezu beliebig auf verschiedene mechanische Systeme wie Roboter oder Portalanlagen implementiert werden kann.

Additives Rührreibschweißen ist auf Grund des nicht schmelzenden Fügens hervorragend geeignet, nicht schmelzbare Legierungen oder auch hybride Anwendungen mit hervorragenden Werkstoffeigenschaften zu verschweißen.

Beide Verfahren sowie umgesetzte Anwendungen werden vorgestellt.

Markus Axtner | MT Aerospace AG

 Markus Axtner arbeitet seit mehreren Jahren in verschiedenen Managementfunktionen in der additiven Fertigung und bringt eine langjährige Erfahrung um die Lasertechnik mit sich. Von 2015 bis 2021 war er technischer Leiter der FIT AG in Lupburg und baute dort das AM Geschäft aus. Seit Anfang 2021 verantwortet er das AM Geschäft und dessen Aufbau bei der MT-Aerospace AG als Vice President.

15:45 - 16:15

In der Wirtschaft entsteht aufgrund des dynamischen Wettbewerbsumfelds ein zunehmender Drang nach verkürzten Produktentstehungszeiten, hoher Funktionsintegration und individualisierten Produkten. Hier erlangen additive Fertigungsverfahren (AM) eine zunehmende industrielle Bedeutung, da diese eine Schlüsseltechnologie der zukünftigen Produktion aufgrund seiner Flexibilität, Nutzung innovativer Materialen und der nachhaltigen Produktion auf digitaler Basis. Anbetracht dieser Herausforderungen werden insbesondere Individualisierte und komplexe Produkte und neue Entwicklungsprozesse als Themenschwerpunkte adressiert.
Als Ansatz zur Erhöhung der Produktivität wird die Kombination mit etablierten Fertigungsverfahren genutzt mittels Definition geeigneter Funktionsträger eines Bauteils, d.h. Einzelelemente eines Bauteils, deren Herstellung durch die Nutzung additiver Fertigungsverfahren einen Mehrwert bezieht. Konventionelle Fertigungsverfahren kommen hingegen dann zum Einsatz, wo sie wirtschaftlicher bleiben oder wo der Anwendungsbereich bislang nicht von den Bedingungen der industriellen Produktion durch AM abgedeckt werden kann.
In der Präsentation wird eine integrative Betrachtung der gesamten hybriden AM-Prozesskette mit Nach- und Weiterbearbeitung durch etablierte produktive Fertigungsverfahren dargestellt.
Ferner erfolgt eine Betrachtung der Energie- und Ressourcen-Effizienz sowie der aktuellen Standardisierungsaktivitäten im weiteren Umfeld einer solchen „smarten Produktion“, zu dem die hybride Verfahrenskette zählt. Fokus ist hier die Fertigungsumgebung mit den Grundlagen über das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk.

Martin Schäfer | Siemens AG

Martin Schäfer; Dipl.-Ing.
Senior Key Expert Additive Manufacturing in der Forschung und Entwicklung der Siemens AG;
Studium an der Technischen Universität Berlin „Technischer Umweltschutz“
Seit 1995 Entwicklungsingenieur bei der Siemens AG: Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Reinigungsprozesse und des Material-Recyclings;
Von 2000 bis 2014 verantwortlich für den Bereich Rapid Prototyping bzw. Additive Manufacturing mit dem Fokus auf der Entwicklung der AM-Prozesse und Materialien;
Seit 2014 Key Expert Ingenieur „Additive Manufacturing“;
Seit 2006 Chairman der “European AM platform”
Seit 2010 Obmann des DIN-Arbeitsausschuss “Additive Manfacturing”

16:15 - 16:30
Kaffeepause & Chat Roulette
16:30 - 17:00

Die Praesentation stellt die Moeglichkeiten und Herausforderungen der Integration der AM-Technologie in das Boeing 777X Folding Wingtip System anhand eines Hydraulikaktuators dar.
Die Fallstudie zeigt, wie Liebherr Herausforderungen wie thermische Spannungen in der Produktion, Druckabfaelle im Betrieb, Oberflaechenbehandlung und Verschleißeoberflaechen von Titanaktuatoren begegnet.

Darüber hinaus wird ein Ausblick auf die Herausforderungen der Technologie und die Umsetzung hochintegrierter Komponenten in die Serienfertigung gegeben.

Alexander Altmann | Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH

Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (DE) - Head of Additive Manufacturing
10.2015 – current
Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (DE) - Project Manager R&T
06.2009 – 10.2015
Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (DE) - Development & Test Engineer

17:00 - 17:05
Verabschiedung aus dem Rapid.Tech 3D Live-Studio
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