Titel Luftfahrt
Innenansicht ZAL - © MLindner

Forschung am ZAL: 3D-Druck und Industrie 4.0 für Hamburgs Flugzeugbauer

Neue Fertigungsmethoden, Fortschritte in der Automatisierung und Vernetzung sollen für weiteren Auftrieb in der Branche sorgen

Jüngst öffnete in Hamburg eine der modernsten Forschungsstätten für die Zivilluftfahrt. Das Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) in Hamburg-Finkenwerder bietet für in Hamburg ansässige Unternehmen wie Airbus und Lufthansa Technik, für Zulieferer aus der Luftfahrt, aber auch für Hochschulen und Forschungseinrichtungen die für gemeinsame Projekte nötige Infrastruktur.

Eine große Rolle spielen dabei neue Technologien wie der 3D-Druck und die so genannte „Industrie 4.0“. Dabei wird es um neue Fertigungsmethoden, Fortschritte in der Automatisierung, Wartung und Instandhaltung von Flugzeugen gehen.

Um bis zu 60 Prozent leichter

3D-Druckverfahren tragen Material in extrem dünnen Schichten übereinander auf. So lassen sich Bauteile herstellen, die mit herkömmlichen Gussverfahren nur schwer oder gar nicht produzierbar wären. Den Drucker steuert ein Computer nach digitalen Konstruktionszeichnungen. Beim Drucken werden einer oder mehrere Werkstoffe verwendet, üblicherweise Kunststoffe, Keramiken oder Metalle. Weil die digitalen Konstruktionszeichnungen schnell verändert werden können und keine neuen Formen nötig sind, können auch Kleinstserien und Einzelstücke kostengünstig produziert werden. Der Verbrauch von Material und Energie ist geringer. Außerdem können Bauteile aus dem 3D-Drucker um bis zu 60 Prozent leichter sein. Leichtere Flugzeuge brauchen weniger Treibstoff und haben daher eine bessere Umweltbilanz.

Nachgeahmte Blattstruktur

Nicht nur deswegen ist der 3D-Druck für die Luftfahrt so interessant. Er erlaubt es auch, stärker als bisher der Natur Formen abzuschauen. Wie das aussehen kann, haben Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zusammenarbeit mit Airbus Mitte des vergangenen Jahres gezeigt. Sie stellten ein System von Landeklappen vor, das sich nach dem Vorbild der Venusfliegenfalle stufenlos verformt. Flexible Zellschichten, die mit Druckluft befüllt werden, ahmen dabei die Blattstruktur der Pflanze nach. Ein 2013 von Airbus präsentiertes Design für einen Flugzeugrumpf nahm sich dagegen die hohlen Vogelknochen als Vorbild und zeigte eine deutlich höhere Stabilität als herkömmliche Konstruktionen.

Agiler und flexibler

Von den Neuerungen der Industrie 4.0 erhoffen sich speziell Hersteller wie Airbus deutliche Produktivitätsgewinne durch Steigerung der Kapazitäten. Dann wäre auch eine Steigerung der Produktionsrate möglich. Dem steht noch entgegen, dass viele Teile eines modernen Airliners in Handarbeit montiert werden. Das ist in vielen anderen Industrien nicht mehr so. Zudem heißt Industrie 4.0, dass einzelne Maschinen miteinander vernetzt und ganze Produktionswege digital abgebildet werden. Der Weg jeder einzelnen Komponente ist in Realzeit nachvollziehbar. Fehlerhafte Teile werden schneller erkannt und ersetzt, das Ersatzteil schneller bereitgestellt und eingebaut, die Logistik wird agiler und flexibler.

Angesichts des anhaltend stabilen Wachstums in der Luftfahrt sind das für die Hamburger Luftfahrtbranche wichtige Themen. In einer Studie vom vergangenen Jahr schätzte das Hamburger Weltwirtschaftsinstitut (HWWI) das durchschnittliche Wertschöpfungspotential für Hamburger Unternehmen durch die Industrie 4.0 bis zum Jahre 2025 auf bis zu 1,3 Milliarden Euro pro Jahr.
fl/kk

Quellen und weitere Informationen:
www.zal.aero

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