Bionik in der Luft

3D-Druck erleichtert die Produktion von bionisch optimierten Strukturen. Geeignete Entwicklungswerkzeuge dafür sind allerdings noch nicht weit verbreitet. Im Rahmen des Forschungsprojekts "Bionic Aircraft" will Cenit einen Werkzeugsatz für automatisiertes bionisches Design entwickeln.

26. Januar 2017

Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts Bionic Aircraft arbeitet Cenit derzeit an einem Toolset für automatisches bionisches Design. Ziel des Projekts ist, die Ressourceneffizienz von Flugzeugen zu steigern. Hierfür soll das Forschungsprojekt die Einführung der additiven Fertigung in allen Phasen eines Flugzeuglebenszyklus ermöglichen. Dazu gehört das Design gewichtsoptimierter, "bionischer" Flugzeugstrukturen, aber auch die montagenahe Produktion von Teilen für ressourceneffiziente Lieferketten sowie optimierte Konzepte für Reparatur und Ersatzteilfertigung, Recycling und Entsorgung.

Um die Ziele des Forschungsprojekts zu erreichen, wurden neun Arbeitspakete definiert, die sich mit Aspekten wie Design, Produktion, Materialentwicklung, Qualitätssicherung und Reparatur von additiv gefertigten Bauteilen befassen. An einer einfacheren Methode zur Entwicklung bionischer Leichtbaustrukturen arbeitet Cenit in Zusammenarbeit mit Airbus, der Laser Zentrum Nord GmbH und dem Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik der TU Hamburg-Harburg.

"Einer der Hauptgründe für die bislang geringe Verbreitung der additiven Fertigung beziehungsweise des 3D-Drucks im Flugzeugbau ist der aufwendige Entwurfsprozess, welcher derzeit nicht automatisiert ist und durch eine Reihe von verschiedenen Softwarepaketen ausgeführt werden muss. Für die Datenaufbereitung der 3D-Druck-Maschinen ist ebenfalls spezielle Software erforderlich. Der Konstrukteur muss während des Designprozesses somit zwischen verschiedenen Werkzeugen hin und her wechseln. Das macht den Ablauf zeitintensiv und dadurch teuer“, erklärt Michael Schwartz, Manager für innovative Aerospace-Lösungen bei Cenit. „Im Fokus der Arbeit von Cenit steht somit das Ziel, eine wesentliche Vereinfachung des Designprozesses durch die Integration aller 3D-Druck-Design- und Datenvorbereitungsschritte zu einem einzigen Toolset für automatisiertes bionisches Design zu erreichen. Damit tragen wir dazu bei, eine konsistente digitale Prozesskette zu etablieren."

Bei Cenit erwartet man, dass die zu erwartenden Ergebnisse spürbare Auswirkungen auf den Flugzeugbau haben werden: "Wir streben unter anderem eine erhebliche Zeitreduktion für die Gesamtentwicklung von optimierten 3D-Druck-Teilen an sowie ein signifikantes Gewichtseinsparungspotenzial bei Flugzeugen, das zu deutlich reduzierten CO2-Emissionen über die gesamte Einsatzdauer führt“, so Schwartz. Das am 1. September 2016 gestartete Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren. Ergebnisse sind somit ab Herbst 2019 zu erwarten.