3D-Druck in der Luft- und Raumfahrtindustrie

Unsere Dienstleistungen decken den gesamten Produktentwicklungszyklus ab, einschließlich Designvalidierung, Produktion komplexer Komponenten, kundenspezifischer Fertigung und der Lieferung von Kleinserien medizinischer Gerätebauteile.
Wir konzentrieren uns darauf, Entwicklungszyklen zu beschleunigen, Kosten zu senken und Kunden in die Lage zu versetzen, sich im medizinischen Sektor einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen.
Unsere Expertise umfasst die Herstellung von leichten Strukturbauteilen, Turbinenschaufeln, Raketentriebwerkskomponenten und Wärmetauschern. Mithilfe fortschrittlicher 3D-Drucktechnologien verarbeiten wir hochwertige Werkstoffe der Luft- und Raumfahrtindustrie wie Titanlegierungen, Inconel und Aluminiumlegierungen. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, hohe Wärmebeständigkeit und unübertroffene Zuverlässigkeit aus. Unser Ziel ist es, unsere Kunden dabei zu unterstützen, die Entwicklung zu beschleunigen, die Produktionskosten zu senken und sich im Wettbewerb der Luft- und Raumfahrtindustrie einen Vorsprung zu sichern.
Durch den Einsatz modernster 3D-Drucktechnologien ermöglicht AptPrototype Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie, überragende Leistungen zu erzielen und in einer sich rasant entwickelnden Branche wettbewerbsfähig zu bleiben.
Die Auswirkungen des 3D-Drucks auf die Luft- und Raumfahrt
Aus der Perspektive einer Wertschöpfungskette
Die 3D-Drucktechnologie integriert sich nahtlos in den gesamten Lebenszyklus der Luft- und Raumfahrtindustrie, von Forschung und Entwicklung über die Fertigung bis hin zu Kundendienst. Durch den Einsatz additiver Fertigung werden Luft- und Raumfahrtprodukte leichter, kompakter und leistungsfähiger. Dies steigert die Effizienz der gesamten Branche erheblich und sorgt für ein komfortableres Reiseerlebnis für Passagiere.
SLM-Anwendungen in MTU-Flugtriebwerken (Deutschland)
Jahr: 2020
Institution: Ein nationales Labor der USA
Technologie: Laser-Additive Fertigung (LAM)
Ergebnis:
Mithilfe der LAM-Technologie wurde eine Düse aus Rheniumlegierung für SM-3-Raketen hergestellt. Dadurch konnten die Fertigungskosten um 50 % gesenkt und der Produktionszyklus halbiert werden. Die Düse wies eine außergewöhnliche Hitze- und Korrosionsbeständigkeit auf und stellte somit einen Durchbruch bei Raketenantriebssystemen dar.
3D-gedruckte J-2X-Raketentriebwerksteile (NASA)
Jahr: März 2013
Institution: NASA und ihre Auftragnehmer
Technologie: Selektives Lasersintern (SLS)
Ergebnis:
Die NASA nutzte 3D-Druck zur Herstellung von Auslasskanalabdeckungen für das J-2X-Raketentriebwerk, wodurch die Produktionszeit um 80 % und die Kosten um 30 % gesenkt werden konnten. Die Bauteile wurden umfangreichen Tests unter extremen Bedingungen unterzogen und bewiesen dabei ihre außergewöhnliche Zuverlässigkeit.
Miniatur-Düsentriebwerk für RC-Flugzeuge (USA)
Jahr: 2015
Institution: Ein US-amerikanisches Forschungsteam
Technologie: Laser-Pulverbettfusion
Ergebnis:
Mithilfe des 3D-Drucks wurde ein voll funktionsfähiges Miniatur-Strahltriebwerk entwickelt und gefertigt, dessen optimierte interne Kanäle Drehzahlen von bis zu 33.000 U/min ermöglichen. Dieses Projekt demonstrierte das Potenzial des 3D-Drucks für die Konstruktion komplexer Bauteile.
SLM-Anwendungen in MTU-Flugtriebwerken (Deutschland)
Jahr: 2017
Institution: MTU Aero Engines
Technologie: Selektives Laserschmelzen (SLM)
Ergebnis:
Für die Herstellung von Bauteilen des PurePower PW1100G-Triebwerks, darunter Turbinenschaufeln und Brennkammerauskleidungen, wurde die SLM-Technologie eingesetzt. Diese Komponenten waren 15 % leichter und boten eine verbesserte Leistung, wodurch Kraftstoffverbrauch und CO₂-Emissionen reduziert wurden.
3D-gedruckte Bauteile im J-31-Kampfjet (China)
Jahr: 2014 (Premiere auf der Zhuhai Airshow)
Institution: AVIC (Aviation Industry Corporation of China)
Technologie: Direktes Metall-Lasersintern (DMLS)
Ergebnis:
Der Kampfjet J-31 integrierte Flügelträger und Rahmenstrukturen aus 3D-gedruckter Titanlegierung, wodurch das Gewicht reduziert, gleichzeitig aber Festigkeit und Zuverlässigkeit für überlegene Manövrierfähigkeit erhöht wurden.
LEAP-Triebwerksdüsen und -schaufeln (CFM International)
Jahr: 2016 (Erster erfolgreicher Flugtest)
Institution: CFM International
Technologie: Elektronenstrahlschmelzen (EBM)
Ergebnis:
Mithilfe des EBM-Verfahrens wurden Düsen und Schaufeln aus Titan-Aluminium für das LEAP-Triebwerk hergestellt. Die Düsen wurden dadurch leichter und haltbarer, während bei den Schaufeln eine Gewichtsreduzierung von 20 % erzielt wurde, was die Treibstoffeffizienz deutlich verbesserte.
3D-gedruckte Satellitenkomponenten von Boeing
Jahr: 2021
Institution: Boeing
Technologie: Additive Fertigung mit mehreren Materialien
Ergebnis:
Boeing nutzte 3D-Druck zur Herstellung von Titan- und hochfesten Aluminiumkomponenten für kleine Kommunikationssatelliten. Dies reduzierte Fertigungszeit und -kosten bei gleichzeitig verbesserter Zuverlässigkeit und unterstreicht die Bedeutung des 3D-Drucks für miniaturisierte Luft- und Raumfahrtsysteme.
Treibstoffventile der Falcon 9 von SpaceX (USA)
Jahr: 2014 (Getestet); 2016 (Erfolgreiche Markteinführung)
Institution: SpaceX
Technologie: Direktes Metall-Lasersintern (DMLS)
Ergebnis:
SpaceX fertigte das Treibstoffdurchflussregelventil für die Falcon-9-Rakete im 3D-Druckverfahren und verkürzte so die Produktionszyklen drastisch. Das Ventil erwies sich über mehrere Missionen hinweg als äußerst zuverlässig und untermauerte damit die Strategie von SpaceX, eine rasante Entwicklung voranzutreiben.
Abschluss
Diese Fallbeispiele veranschaulichen, wie der 3D-Druck die Luft- und Raumfahrtindustrie durch die Optimierung von Konstruktions- und Fertigungsprozessen revolutioniert. Seine Effizienz, Flexibilität und Innovationskraft haben ihn zu einer unverzichtbaren Technologie gemacht, die Fortschritte in allen Bereichen – von Raketentriebwerken bis hin zu Satellitenkomponenten – vorantreibt. Die Zukunft des 3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrt birgt immenses Potenzial und verspricht in den kommenden Jahren noch größere Durchbrüche.




