3D-Druck auch bei Airbus
Auch der Flugzeugbauer Airbus will in Kürze den 3D-Druck in die Produktion einführen. "Wir besitzen inzwischen das nötige Fertigungs-Know-how", sagt Claudio Dalle Donne, Chef des Forschungsbereichs Metallische Technologien und Oberflächentechnik des Konzerns in Ottobrunn bei München. Prototypen baut Airbus schon länger mit dem Verfahren.
Wo es zum Einsatz kommen soll, davon hat sein Hamburger Kollege Peter Sander, der bei Airbus die Einsatzmöglichkeiten von Zukunftstechnologien ermittelt, schon eine genaue Vorstellung: "Ab Anfang 2016 sollten wir erste serienmäßig per 3D-Druck gefertigte Titan-Träger und -Winkel in kommerzielle Flugzeuge einbauen können."
Es geht um keine Kleinigkeit. In jeden Airbus-Jet setzen Techniker bis zu 30.000 dieser Halterungen ein, an denen sie Kabinenelemente befestigen. Wären sie künftig gewichtsoptimiert, würde sich das sofort rechnen. Denn jedes gesparte Kilo ermöglicht es, mehr Passagiere an Bord zu nehmen und mit der gleichen Menge Treibstoff weiter zu fliegen.
Bereits Anfang 2018 sollen dann die ersten Jets mit additiv hergestellten Fahrwerksteilen starten und landen. Langfristig wollen die Airbus-Entwickler unter anderem Teile der Landeklappen per 3D-Druck herstellen. "Wir machen so rasante Fortschritte, dass wir es mitunter selbst kaum glauben können", sagt Sander. Sicherheitsbedenken haben die Airbus-Spezialisten nicht. Die per Laserstrahl aus Metallpuder gewonnenen Flugzeugteile würden alle Vorgaben der Zulassungsbehörden genauso erfüllen wie heute die gegossenen oder gefrästen. Je nach Bauteil seien aber Material- und Gewichtsvorteile von bis zu 55 Prozent möglich, so Sander.
Zugleich verspricht der 3D-Druck deutliche Zeitgewinne, weil sich Halterungen oder Fahrwerksteile direkt aus den Daten der Design-Software herstellen lassen, ohne zuvor spezielle Werkzeuge oder gar ganze Maschinen neu für ihre Produktion bauen zu müssen.
Schnelligkeit, Materialeinsparung, mehr Leistung - all diese Vorzüge der 3D-Technik möchten sich auch die Verantwortlichen des Siemens-Werks in Berlin-Moabit zunutze machen, in dem der Münchner Konzern Gasturbinen für Kraftwerke montiert, darunter das mit 375 Megawatt weltweit kraftvollste Exemplar. Mit Brennerköpfen und Zerstäuberdüsen legen die Siemens-Entwickler los. In spätestens zehn Jahren wollen sie aber sogar komplette Turbinenschaufeln drucken. Schon sieht Nicolas Vortmeyer, Technologiechef der Siemens-Sparte Fossile Energieerzeugung, eine neue Ära heraufziehen: "Höhere Leistung zu niedrigeren Kosten", schwärmt er.
Die Aufgabe ist extrem anspruchsvoll. Siemens mächtigste Gasturbine erzielt einen Wirkungsgrad von 60,8 Prozent. Mit anderen Worten: Sie gewinnt aus jedem verbrannten Kubikmeter Gas fast 61 Prozent elektrische Energie. Optimierte Brennköpfe, Einspritzdüsen und Turbinenschaufeln aus dem Drucker sollen weitere Prozentpunkte herausquetschen.
Bei den Düsen soll dies durch ein neues Design gelingen, das Gas und Luft noch effektiver für die Verbrennung verwirbelt - die Leistung steigt. Bei den Turbinenschaufeln müssen die Entwickler vor allem die Kühlkanäle im Inneren neu anordnen, um noch höhere Drehzahlen zu ermöglichen. An den etwa 10 mal 20 Zentimeter großen Teilen zerren gewaltige Kräfte, die dem Gewicht von 20 Autos entsprechen. Und sie müssen mindestens 25.000 Stunden Temperaturen von 1300 Grad Celsius aushalten können. "Die notwendigen Strukturen bekämen wir mit den alten Methoden nicht hin", sagt Vortmeyer.