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Airbus Concept Plane: bionisches Design und neue Fertigungstechniken als Erfolgsrezept
Airbus Concept Plane: bionisches Design und neue Fertigungstechniken als Erfolgsrezept (Bild: Werner Pluta/Golem.de)

Eine bionische Trennwand

Schäfer hat die Bionic Partition entworfen, eine Trennwand zwischen Heckküche und Passagierbereich im Airbus A320. Sie besteht aus 116 Einzelbauteilen, die aus Metall gedruckt wurden und mit Schraubverbindungen verbunden sind.

  • Airbus Concept Plane: das Flugzeug der Zukunft (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Das 3D-gedruckte Flugzeug der Gegenwart: Thor auf der Ila (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Auch Verkehrsminister Alexander Dobrindt schaute es sich an. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Ein kleiner Halter zeigte, was mit 3D-Druck schon möglich ist. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Der Weg zum Erfolg sei die Kombinat aus bionischem Design und 3D-Druck, sagt Bastian Schäfer von Airbus. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die Mikrostreben im Innern des Bauteils sorgen für Stabilität und sparen Gewicht. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Die Bionic Partition ist eine leichte Trennwand für den Airbus A320. (Bild: Airbus)
  • Sie muss den Sitz für zwei Flugbegleiter tragen, also stabil sein. (Bild: Airbus)
  • Die Teile für die Wand wurden mit dem 3D-Drucker aufgebaut. (Foto: Airbus)
  • Sie werden miteinander verschraubt. (Bild: Airbus)
  • Ein Bauteil der Trennwand (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • So soll die Zukunft aussehen: Am Concept Plane zeigt Airbus, ... (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • ... wie Flugzeugrümpfe ... (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • ... in Zukunft aussehen könnten. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Mit dem 3D-Drucker werden aber nicht nur Flugzeugteile aufgebaut, sondern auch Werkzeuge wie diese Schablone. (Foto: ORL/Boeing)
  • Sie soll beim Bau der Tragflächen der Boeing 777x eingesetzt werden. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
Die Bionic Partition ist eine leichte Trennwand für den Airbus A320. (Bild: Airbus)

Der 2015 gebaute Prototyp wiegt 35 Kilogramm und ist damit nur etwas mehr als halb so schwer wie die herkömmliche Trennwand. Die Frage ist, ob sie genauso viel aushält. Die Wand trägt zwei Sitze, auf denen Flugbegleiter beim Start und der Landung sitzen. Deshalb muss sie recht stabil sein: In einem sogenannten 16G-Test muss sie einer Belastung von 3,5 bis 4 Tonnen standhalten. Das soll demnächst getestet werden.

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Vorbild sind Knochen

Sind die Bauteile genauso stabil wie der Halter, sollten sie den Test problemlos überstehen. Was die neuen Teile so leistungsfähig macht, ist aber nicht allein die Fertigungsweise, sondern ihr spezielles Design: Die Elemente sind hohl, in ihrem Inneren befindet sich eine Vielzahl von Mikrostrukturen als Stützen. Vorbild sind etwa die Röhrenstrukturen in Knochen - daher kommt die Bezeichnung bionische Struktur.

So lassen sich leichte, aber dennoch stabile Bauteile herstellen. Ein solches Design lässt sich aber nicht mit herkömmlichen Fertigungsmethoden umsetzen. Das geht nur mit einem 3D-Drucker, der diese Strukturen Schicht für Schicht aufbaut. "Die bionische Optimierung, also die Topologie-Optimierung und das generative Design - diese neuen Methoden, die Designer jetzt anwenden, um zu neuen computergenerierten Modellen zu kommen - in Kombination mit dem 3D-Druck - das ist der Weg zum Erfolg", sagt Schäfer.

Die Bauteile werden nachbearbeitet

Allerdings: Sie könnten nicht einfach Drucker anwerfen und es komme ein fertiges Bauteil für das Flugzeug heraus. Bis zum Einbau erfolgen noch einige Nachbehandlungsschritte. Zunächst wird das Teil dem Hot Isostatic Pressing (Hip) unterzogen: Dazu wird es in einer Druckkammer über mehrere Stunden hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt.

Unter diesen Bedingungen fängt das Material an zu fließen. Winzige Poren darin werden zugesetzt, das Material dadurch verdichtet. Zumindest dann, wenn alles richtig läuft. Sie hätten auch schon einmal eines versehentlich zu hohen Temperaturen ausgesetzt und es sei komplett zerflossen, erzählt Schäfer.

Gewinde werden geschnitten, nicht gedruckt

Ein gedrucktes Teil, das in die Primärstruktur integriert würde, muss zudem poliert werden, damit es eine glatte Oberfläche bekommt. Bei einer rauen Oberfläche könnte es zu einem Ermüdungsbruch kommen. Bei den Bauteilen für die Bionic-Partition müssen die Gewinde für die Schraubverbindungen geschnitten werden, da sie sich nicht mit der nötigen Präszision drucken lassen.

Und wann kommt das 3D-gedruckte Flugzeug?

 Halterung gegen Zugmaschine: 1 - 0Vorbild Concept Plane 

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Ach 24. Okt 2016

Ich könnte mir Vorstellen, dass 3D Drucker einfach noch sehr weit verbreitet sind unter...

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Ach 22. Okt 2016

Kann ich nicht nachvollziehen. Wenn etwas ausgesprochen "toll in der Anwendung" ist und...

Themenstart

Tigerf 21. Okt 2016

Der ist blos die beste -aber nicht die einzige- Methode, um solche Bauteile...

Themenstart

Scr 21. Okt 2016

Der Artikel ist da ein bisschen schwammig formuliert, die meisten Teile sind aus Metall...

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