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09.10.2018

Airbus Helicopters fertigt ein 3 Meter langes Bauteil mit dem x400 und reduziert Entwicklungskosten

Mit Hilfe des German RepRap x400 fertigt die Firma Airbus Helicopters ein 3 Meter langes Demonstrator-Bauteil und reduziert die Entwicklungskosten
 
Die Produktion mit Hilfe der additiven Fertigung im Bereich der Luft- und Raumfahrt Industrie bringt viele Vorteile mit sich. Die Firma Airbus Helicopters nutzt ihren German RepRap x400 3D-Drucker in der Entwicklung zur Sicherstellung der Termin-, Kosten- und Qualitätsziele. Bei einem aktuellen Fall, geht es darum, das Design eines neuen Trittbretts zu validieren. Frank Singer, Head of Department Vehicle System Installation bei Airbus Helicopters in Deutschland GmbH erklärt: “Es kommt immer wieder vor, dass ein Crew-Mitglied eines Hubschraubers aus operativen Gründen während dem Flug außen auf den runden Kufen steht. Unter Umständen auch beim Betrieb der Rettungswinde. Die relativ kleine Standfläche auf den Kufen könnte durch den Einsatz eines Trittbretts optimiert werden.“ Die Herausforderung bei der Erstellung eines Demonstrators für so ein Trittbrett ist dabei, das Modell so zu fertigen, dass es einfach zusammen- und auseinandermontierbar ist. Bei einer Demonstratorlänge von fast drei Metern kam ein Klebeverfahren nicht in Frage, das Modell hätte sein Eigengewicht nicht getragen und wäre auch nicht mehr auseinander zu bauen gewesen. Gleichzeitig soll der Prototyp so stabil sein, dass man ihn im zusammengebauten Zustand problemlos herumtragen kann und er so jederzeit zu Anschauungszwecken verwendbar ist.
 
 
Abbildung 1: Steckverbindung im Puzzle Stil
 
In einem ersten Schritt wird das fast drei Meter lange Modell in druckbare Einzelteile untergliedert. Danach werden die individuellen Puzzle-Steckverbindungen konstruiert. Hier waren zunächst ein paar Testdrucke und Justierungen in der Druck-Software nötig, um die optimalen Toleranzen der Passung zu definieren. Diese Puzzle-Verbindung mit den nun evaluierten Parametern wird anschließend auf die acht Druckteile übertragen und gedruckt.
 
 
Abbildung 2: Endstück mit Verbindungsstück des Trittbretts
 
„In der Vergangenheit haben wir größere Prototypen auf Grund des zur Verfügung stehenden Druckraums in Einzelteile unterteilen müssen. Diese wurden dann oft zusammengeklebt. Das war aber immer mit weiteren Bearbeitungsschritten verbunden, die wir uns nun – wenn es die Anwendung zulässt, sparen können. Die schnell gedruckten Teile, benötigen dann keine weiteren Bearbeitungsschritte und auch keine Aushärtezeit des Klebers mehr“ erzählt Frank Singer. „Mit dieser Methode haben wir für dieses Design eine geniale Anwendung gefunden, um ein großes Bauteil schnell und kostengünstig mit Hilfe eines begrenzen Druckraums verfügbar zu haben.“ Für Airbus Helicopters ist die neue Steckverbindung, für entsprechende Anwendungen, eine optimale Lösung, denn es wird weder Kleber noch eine Schraubverbindung oder Werkzeug benötigt. Die Steckverbindung kann mind. 50 Mal benutzt werden, ohne dass Abnutzerscheinungen auftreten. Das Modell ist sehr viel stabiler, als es bei einem Klebeverfahren der Fall wäre. Es hält das Eigengewicht von 3,9 kg problemlos aus und kann am Helikopter zu Anschauungszwecken montiert werden, ohne zu wackeln oder sich gar zu lösen bzw. abzufallen. Als Material wurde PLA verwendet, da sich dieses leicht und schnell verarbeiten lässt und es keine weiteren Anforderungen an das Bauteil gab.
 
 
Abbildung 3: German RepRap x400 mit gefertigtem Puzzleteil
 
Auch Herr Singer ist begeistert: „Für uns ist das natürlich toll, wenn wir kurzfristig interessante Anwendungen zu einem Kundentermin verfügbar haben. Das macht das Ganze anschaulicher und der Kunde kann sich sofort ein Bild der neuen Anwendung machen. Das führt wiederum zu einer schnelleren Akzeptanz. Mittlerweile wurden die ermittelten Einstellungsparameter in eine Anweisung verfasst, um nun große Bauteile ohne aufwendige Iterationsschritte zu unterteilen. So können jetzt auch größere Demonstratoren / Prototypen konstruktiv und flexibel schnell aufgeteilt und umgesetzt werden.“ Airbus Helicopters verwendet seinen German RepRap x400 3D-Drucker vor allem speziell für den sogenannten „FIT Check“. Dabei werden die konstruierten Teile als Prototyp gedruckt. Mit diesen Teilen werden die Verbaubarkeit und die Einpassung in den Helikopter überprüft. Mögliche Änderungen und Anpassungen lassen sich so unkompliziert und mit wenig Aufwand in das Serienteil übertragen.
 
 
Abbildung 4: Maßstabsmodell des Trittbretts für einen Hubschrauber 
 
Die Firma Airbus Helicopters hat den x400 3D-Drucker seit 2015 im Einsatz und ist rundum zufrieden. Ursprünglich wurde die Maschine angeschafft, um vor allem den Ingenieuren ihre Arbeit zu erleichtern, damit beispielsweise Prototypen schneller erstellt und getestet werden können. Im Laufe der Jahre hat sich die Firma immer mehr Wissen angeeignet und möchte mittlerweile nicht mehr auf den 3D-Drucker verzichten: „Der x400 ist jeden Tag im Einsatz und läuft oftmals auch am Wochenende. Die Nutzung der schnell verfügbaren Prototypen oder Demonstratoren hat sich fest in unseren Entwicklungsablauf etabliert. Das Thema 3D-Druck wird auf jeden Fall erweitert. Wir sehen das ganz klar in der Zukunft, gerade im Entwicklungsbereich. Der Einsatz des 3D-Druckers erleichtert dem Unternehmen die Arbeit vor allem im Bereich Prototypenbau sowie in der automatisierten Fertigung. Das sieht man auch deutlich an den Zahlen. In 2017 wurden knapp 50 Druckjobs durchgeführt, die oftmals auch mehrere Teile beinhaltet haben. Im ersten Halbjahr 2018 haben wir jetzt schon 51 Druckjobs.“
 
 
Weitere Informationen:
Lena Wietfeld
Tel.: +49 89 24 88 986 - 0
 

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