Ein Leitfaden zur Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt

Eine der Triebfedern für unseren Erfolg sind die Erfahrung und die konsequente Entwicklung digitaler Fertigungsmöglichkeiten. Wir haben die richtige Mischung aus der Arbeit mit autonomen digitalen Tools und erfahrenen Anwendungsingenieuren gefunden, um die Anforderungen der Luft- und Raumfahrt zu erfüllen.

Zu Beginn des Fertigungsprozesses bei vielen Herstellern, kann es einfach sein, eine CAD-Datei in mehrere Online-Angebotstools hochzuladen.

Leider berücksichtigen die Online-Angebotstools einiger Hersteller nicht alle Back-End-Anforderungen oder bieten nicht alle Prozesse eines Herstellers an. An dieser Stelle sind wir von vornherein dabei, damit jeder für das Teil oder Projekt erforderliche Schritt im ersten Angebot berücksichtigt wird.

Wenn Sie digitale Online-Tools verwenden, kann die Angebotssoftware die Entwicklungs- und Produktionszyklen erheblich beschleunigen.

Um jedoch den größtmöglichen Nutzen aus diesen Tools herauszuholen, sollten Sie sicherstellen, dass Sie mit einer Software (und einem Hersteller) arbeiten, die Folgendes umfasst:

• Berücksichtigt alle Anforderungen und Schritte des Builds oder Projekts
• Bietet alle verfügbaren Verfahren und Materialien
• Bietet geschultes und erfahrenes Personal mit jahrelanger Erfahrung in der Produktion

Eine große Herausforderung in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie ist die pünktliche Lieferung und Qualität. Quellen aus der Industrie sagen, dass etwa 80 % der Aufträge pünktlich geliefert werden. Doch wenn diese Bestellungen rechtzeitig eintreffen, entsprechen etwa 25 % der Teile nicht der erforderlichen Qualität. Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie beschweren sich häufig darüber, dass Anbieter zwar eine Lieferzeit zu einem günstigeren Preis versprechen, aber nicht innerhalb der angegebenen Zeitspanne liefern können. Die Verzögerungen haben zu verpassten Terminen und höheren Kosten geführt, als wenn sie einfach mit dem teureren Anbieter angefangen hätten.

Unser interaktives Online-Angebotssystem verwandelt Ihr CAD-Modell in ein Angebot mit sofortiger Designanalyse und Feedback. Ihr Entwurf kann überarbeitet werden, um das ideale Gleichgewicht von Prozessen, Materialien, Zeit und Kosten zu ermitteln. Dies steigert die Effizienz erheblich, da Sie nicht jedes Mal mit einem Mitarbeiter sprechen müssen, wenn ein Teil benötigt wird. Wenn Sie jedoch einen sachkundigen Mitarbeiter an Ihrer Seite brauchen, steht ein Team von Anwendungstechnikern bereit, um unsere automatisierten Tools zu unterstützen. Alle Kontakte, ob Kunde oder nicht, erhalten kostenlosen Zugang zu unserem reaktionsschnellen Team, das weiß, wie man für unsere Prozesse entwickelt, Kosten reduziert und eine Vielzahl anderer technischer Fragen beantwortet.

2. Reduzieren Sie Komponenten zum Vorteil des Produktdesigns

Es gibt mehrere Gründe, warum Sie die Anzahl der Komponenten in einem Teil oder Produktdesign reduzieren sollten.

Erstens ist die Gewichtsreduzierung in der Luft- und Raumfahrt entscheidend. Die Unternehmen wissen, wie viele Unzen Treibstoff benötigt werden, um ein Gramm Gewicht in die Luft zu befördern, so dass kleine Einsparungen zu großen Gewinnen führen. Die Wahl der Materialien und manchmal auch die Herstellungsmethode spielen ebenfalls eine Rolle bei der Gewichtsreduzierung. Aber auch die Verringerung der Anzahl der Teile hilft.

Zweitens ist es wichtig, die Kosten zu senken. Kunststoffe und Metalle können teuer sein, ebenso wie die Montagezeit. Wenn also die Anzahl der Komponenten oder Teile reduziert werden kann, lassen sich auch Material und Montagezeit einsparen.

Welche Materialien eignen sich angesichts dieser Leichtbau- und Kostenüberlegungen am besten für Luft- und Raumfahrtkomponenten? Titan ist oft die erste Wahl, die durch Bearbeitung und 3D-Druck erhältlich ist. Dieses leichte und starke Material bietet eine hervorragende Korrosions- und Temperaturbeständigkeit. Aluminium ist aufgrund seines guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht ein guter Kandidat für Gehäuse und Halterungen, die hohen Belastungen standhalten müssen. Aluminium ist außerdem sowohl für maschinell bearbeitete als auch für 3D-gedruckte Teile erhältlich. Inconel, ein 3D-gedrucktes Metall, ist eine Nickel-Chrom-Superlegierung, die sich ideal für Komponenten von Raketentriebwerken und andere Anwendungen eignet, die eine hohe Temperaturbeständigkeit erfordern. Auch Edelstahl ist eine häufige Materialwahl. Der Edelstahl 17-4 PH zum Beispiel wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie aufgrund seiner hohen Festigkeit, guten Korrosionsbeständigkeit und guten mechanischen Eigenschaften bei Temperaturen von bis zu 315 Grad C verwendet. Wie Titan kann es maschinell bearbeitet oder 3D-gedruckt werden. Flüssigsilikon wird ebenfalls häufig in der Industrie verwendet. Dieses elastische Fluorsilikonmaterial ist speziell auf die Beständigkeit gegen Treibstoff und Öl ausgerichtet, während optisches Flüssigsilikon eine gute PC/PMMA-Alternative ist. Zu den üblichen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt gehören Soft-Touch-Oberflächen, Dichtungen und O-Ringe.

Abgesehen von Leichtbau und Kostensenkung steht die Luft- und Raumfahrtindustrie vor einzigartigen Vorteilen und Herausforderungen mit hohen Risiken und Chancen. Die Unternehmen müssen sich mit Entwicklungszyklen, Prototyping, Hot-Fire-Tests und der Produktion auseinandersetzen. Die Reduzierung von Komponenten kann zwar dazu beitragen, das Gewicht der Teile zu verringern und die Montagezeit zu verkürzen, die wirklichen Einsparungen liegen jedoch in der Verringerung der Probleme und des Aufwands, die mit der Lieferkette und dem Papierweg für jedes Teil verbunden sind. In der Luft- und Raumfahrtindustrie muss jede Komponente, die in das Endprodukt einfließt, in hohem Maße validiert werden, z. B. durch die Rückverfolgbarkeit von Materialien, Stoß- und Schwingungstests, strenge Inspektionen und vieles mehr. In einer derart regulierten Branche kann die Reduzierung von Teilen von großem Nutzen sein, da der Bestand reduziert wird, weniger Dokumente nachverfolgt werden müssen und die Lieferkette gestrafft wird.

3. Verwenden Sie eine Reihe von Herstellungsmethoden, Materialien

Wenn Sie über eine interne Fertigung verfügen, aber viele verschiedene Arten der Fertigung auf kleinem Raum bewältigen müssen, haben Sie vielleicht Projekte an externe Anbieter für Entwicklungsarbeiten vergeben. Es ist wichtig, den richtigen Anbieter zu finden, der Ihre hohen Anforderungen an Qualität und Geschwindigkeit erfüllen kann. Sie wissen vielleicht, dass es keine allgemeingültigen Prozesse oder Materialien gibt, aber es lohnt sich, dies zu wiederholen. Sie brauchen alle Werkzeuge in Ihrem Arsenal, um die besten Lösungen zu finden und auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben. Arbeiten Sie daher mit Unternehmen zusammen, die in der Lage sind, eine Reihe von Fertigungsverfahren und Materialien anzubieten. Wir bieten CNC-Bearbeitung, Blechbearbeitung, Spritzguss und sechs verschiedene industrietaugliche 3D-Druckverfahren (additive Fertigung). Außerdem können Sie aus Hunderten von technischen Kunststoffen, Metallen und Elastomeren wählen, die sich sowohl für das Prototyping als auch für die Produktion eignen. Eine vollständige Liste finden Sie in unserem Materialvergleichsleitfaden.

Wir verwenden mehrere additive Verfahren: Stereolithographie, Direktes Metall-Lasersintern (DMLS), Selektives Lasersintern, Multi Jet Fusion und PolyJet. DMLS hat sich in der Luft- und Raumfahrtindustrie als wünschenswertes Verfahren erwiesen, weil es Folgendes bietet:

• große Auswahl an Materialien
• erhöhte Funktionalität
• Fähigkeit, Komplexität und organische Designs zu berücksichtigen

Neben den genannten Fertigungsmethoden (subtraktiv und additiv) bieten wir auch eine Reihe von Sekundär- oder Veredelungsoptionen an, wenn Ihr Design diese Anwendungen erfordert:

• Nachbearbeitung - für 3D-gedruckte Metallteile
• Wärmebehandlung
• Eloxieren
• Grundlegende Montage
• Verchromen
• Reinigung
• Kennzeichnung der Teile
• Plus mehr über unser Netzwerk

Wenn Sie mehrere Anbieter für verschiedene Prozesse oder sekundäre Prozesse benötigen, denken Sie an die bereits erwähnten Vorteile, wenn Sie einen Anbieter für mehrere Prozesse nutzen. Wir bieten viele Prozesse und Materialien an und arbeiten gleichzeitig als lokaler Anbieter, um Zeit und Kosten zu sparen.

4. Verlassen Sie sich auf die Sicherung von Qualität und Compliance

Schließlich müssen Designer und Entwickler von Produkten für die Luft- und Raumfahrt sorgfältig mit den behördlichen und sicherheitspolitischen Vorschriften und deren Einhaltung umgehen. In einer so stark regulierten Branche ist es wichtig, Anbieter zu finden, die mit den Anforderungen der Luft- und Raumfahrt vertraut sind. Rückverfolgbarkeit, Dokumentation, Tests und zertifizierte Teile, die in einer ISO 9001-Umgebung konform sind, können einen Großteil der Arbeit abnehmen, die im eigenen Haus erledigt, getestet oder überprüft werden muss.

Staatliche Stellen arbeiten ständig an Standards für die additive Fertigung, so dass es schwierig sein kann, genau zu wissen, was für nicht-traditionelle Verfahren erforderlich ist. Standards oder Zertifizierungen für fertige Teile gelten jedoch unabhängig davon, wie sie hergestellt wurden. Sie werden sicherstellen wollen, dass die Anbieter über zertifizierte Materialien, Pulveranalysen, Materialrückverfolgbarkeit und mehr verfügen, je nach Ihren Anforderungen.   

Wir haben bereits stark in digitale Fertigungsmethoden investiert, um Ihnen automatisierte Werkzeuge, Dokumentation, Tests und Rückverfolgbarkeit zur Verfügung zu stellen, die von unseren Anwendungstechnikern unterstützt werden. Wir bieten die folgenden Qualitätsdokumentationen und Berichtsoptionen in einer ISO 9001 und (über unser Netzwerk) AS9100D konformen Umgebung an:

• Material-Zertifizierungen
• Zertifikat der Konformität (CoC) 
• Erste-Artikel-Inspektionen (FAI)
• Verschiedene andere Inspektionsanforderungen wie CMM, Röntgen oder CT-Scannen

Letztendlich werden wir mit Ihnen zusammenarbeiten, um die beste Lösung zu finden und alle Schritte Ihres Projekts zu berücksichtigen. Wenn Sie weitere Informationen wünschen, wenden Sie sich an unsere Anwendungsingenieure unter +49 (0) 89 90 5002 0, schicken Sie uns eine E-Mail an [email protected] oder beginnen Sie noch heute mit Ihrem Entwurf, indem Sie Ihr 3D-CAD-Modell hochladen und innerhalb weniger Stunden ein interaktives Angebot erhalten.