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Günstigere und "grünere" Herstellung von Flugzeugteilen

EU-geförderte Wissenschaftler änderten einen für die Luftfahrtindustrie vielversprechenden Metallumformungsvorgang. Von der Vermarktung erhofft man sich beträchtliche Kosten- und Umweltvorteile.
Günstigere und "grünere" Herstellung von Flugzeugteilen
Die Formmetallauftragung (SMD, Shaped Metal Deposition) ist ein vielversprechender Herstellungsprozess von Prototypen und Einzelstücken, der von Rolls-Royce patentiert wurde und dessen Lizenz die Universität Sheffield hält. Damit können komplexe Metallteile direkt aus digitalen Spezifikationen (einer CAD-Datei) erstellt werden. Darüber hinaus minimiert dieser Prozess die Weiter- und Endbearbeitung und gibt nur wenig schädliche bis harmlose Abgase ab.

Jedoch wurde er aufgrund seiner erforderlichen manuellen Steuerung durch einen fähigen Techniker und dem fehlenden Verständnis für Materialeigenschaften der erstellten Teile nicht vermarktet. Die möglichen beträchtlichen Zeit-, Material- und Kostenersparnisse von SMD bei der Herstellung komplexer Teile macht ihn für die Luftfahrtindustrie besonders attraktiv, in der aktuell 90 % des Materials entfernt wird.

Europäische Wissenschaftler starteten das Projekt "Rapid production of large aerospace components" (Rapolac), um bessere Automatisierungs-, Steuer- und SMD-Vorgangsmodelle für ein breiteres Spektrum an Materialien zu entwickeln. Dadurch kann der Prozess direkt im Flugzeugbau Anwendung finden.

Alles in Allem entwickelte das Konsortium stabile Parameter für das Schweißen einer gemeinsamen Titanlegierung auf Basis der Darstellung ihrer Eigenschaften und der Ablagerungsautomatisierung. Das stabile Parameterfenster ist für die Wiederholbarkeit, Beständigkeit und die Qualität der gefertigten Teile von höchster Bedeutung.

Die Wissenschaftler des Projekts Rapolac verglichen auch die Kosten- und Umweltvorteile von SMD mit traditionellen Herstellungstechniken für zahlreiche Einzelteile für Flugzeuge, die aus dem gewählten Material gefertigt wurden. Der SMD-Vorgang führte zu einer Reduzierung des Produktionsvorlaufs von 9 Monaten auf 1 Monat, einer Halbierung des Energieverbrauchs im Vergleich zu herkömmlichen Methoden und zu einem Rückgang schädlicher Emissionen um 20 %.

Das Projekt Rapolac verbesserte die SMD-Technologie für die Produktion von Einzel- oder Prototypteilen entscheidend und dies insbesondere in der Luftfahrtindustrie.

Eine deutlich kürzere Produktionszeit, ein erheblich niedrigerer Energieverbrauch und Abfall von Rohmaterial führt zu drastischen Kosteneinsparungen. Dies und geringere Emissionen sollten es für die Rapolac-Technologie einfach machen, Hersteller für die Luftfahrtindustrie, Investoren und die Allgemeinheit ins Boot zu holen.

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