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Additiv gefertigte Steckverbindungen

: German RepRap


Die Produktion mit Hilfe der Additiven Fertigung im Bereich der Luft- und Raumfahrt Industrie bringt viele Vorteile mit sich. Die Firma Airbus Helicopters nutzt ihren German RepRap x400 3D-Drucker in der Entwicklung zur Sicherstellung von Termin-, Kosten- und Qualitätszielen. Bei einem aktuellen Projekt geht es darum, das Design eines neuen Trittbretts zu validieren.

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Endstück und Verbindungsstück des Trittbretts: Für Airbus Helicopters ist die Steckverbindung eine optimale Lösung, denn es wird weder Klebe- noch Schraubverbindung oder gar Werkzeug benötigt.

Endstück und Verbindungsstück des Trittbretts: Für Airbus Helicopters ist...

„Es kommt immer wieder vor, dass ein Crew-Mitglied eines Hubschraubers aus operativen Gründen während dem Flug außen auf den runden Kufen steht. Unter Umständen auch beim Betrieb der Rettungswinde. Die relativ kleine Standfläche auf den Kufen könnte durch den Einsatz eines Trittbretts optimiert werden“, erklärt Frank Singer, Head of Department Vehicle System Installation bei Airbus Helicopters in Deutschland GmbH. Die Herausforderung bei der Erstellung eines Demonstrators für so ein Trittbrett ist dabei, das Modell so zu fertigen, dass es einfach zusammen- und auseinandermontierbar ist. Klebeverfahren kamen nicht in Frage, das Modell wäre nicht mehr auseinander zu bauen gewesen. Gleichzeitig soll der Prototyp so stabil sein, dass man ihn im zusammengebauten Zustand problemlos transportieren kann und er so jederzeit zu Anschauungszwecken verwendbar ist. In einem ersten Schritt wurde das fast drei Meter lange Modell in druckbare Einzelteile untergliedert. Danach wurden die individuellen Puzzle-Steckverbindungen konstruiert.

Enge Toleranzen möglich

Hier waren zunächst ein paar Testdrucke und Justierungen in der Druck-Software nötig, um die optimalen Toleranzen der Passung zu definieren. Diese Puzzle-Verbindung mit den nun evaluierten Parametern wurde auf die acht Druckteile übertragen und gedruckt. „Größere Prototypen müssen wir auf Grund des zur Verfügung stehenden Druckraums in Einzelteile unterteilen. Diese wurden in der Vergangenheit oft zusammengeklebt. Das war aber immer mit weiteren Bearbeitungsschritten verbunden, die wir uns nun, wenn es die Anwendung zulässt, sparen können. Mit dieser Methode haben wir für dieses
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In einem ersten Schritt wurde das fast drei Meter lange Modell in druckbare Einzelteile untergliedert. Danach wurden die individuellen Puzzle-Steckverbindungen konstruiert.

In einem ersten Schritt wurde das fast drei Meter lange Modell in druckbare...

Design eine geniale Anwendung gefunden, um ein großes Bauteil schnell und kostengünstig mit Hilfe eines begrenzen Druckraums verfügbar zu haben“, so Singer weiter.

Belastbare Steckverbindung

Für Airbus Helicopters ist die Steckverbindung eine optimale Lösung, denn es wird weder Kleber noch eine Schraubverbindung oder Werkzeug benötigt. Die Steckverbindung kann mind. 50 Mal benutzt werden, ohne dass Abnutzerscheinungen auftreten. Das Modell ist sehr viel stabiler, als es bei einem Klebeverfahren der Fall wäre. Es hält das Eigengewicht von 3,9 kg problemlos aus und kann zu Anschauungszwecken am Helikopter montiert werden, ohne zu wackeln oder sich gar zu lösen. Als Material wurde das leicht und schnell verarbeitbare PLA verwendet. Auch Herr Singer ist begeistert: „Für uns ist das natürlich toll. Der Kunde kann sich sofort ein Bild der neuen Anwendung machen. Das führt wiederum zu einer schnelleren Akzeptanz. Mittlerweile wurden die ermittelten Einstellungsparameter in eine Anweisung verfasst, um nun große Bauteile ohne aufwendige Iterationsschritte zu unterteilen. So können jetzt auch größere Demonstratoren/ Prototypen konstruktiv und flexibel schnell aufgeteilt und umgesetzt werde“.

Anpassungen leicht umsetzbar

Airbus Helicopters verwendet seinen German RepRap x400 3D-Drucker vor allem speziell für den sogenannten FIT Check. Dabei werden die konstruierten Teile als Prototyp gedruckt. Mit diesen Teilen werden die Verbaubarkeit und die Einpassung in den Helikopter überprüft. Mögliche Änderungen und Anpassungen lassen sich so unkompliziert und mit wenig Aufwand in das Serienteil übertragen.
Die Firma Airbus Helicopters hat den x400 3D-Drucker seit 2015 im Einsatz und ist rundum zufrieden. Ursprünglich wurde die Maschine für die Prototypenherstellung angeschafft, um vor allem den Ingenieuren ihre Arbeit zu erleichtern. Im Laufe der Jahre hat sich die Firma immer mehr Wissen angeeignet und möchte mittlerweile nicht mehr auf den 3D-Drucker verzichten: „Der x400 ist jeden Tag im Einsatz und läuft oftmals auch am Wochenende. Die Nutzung der schnell verfügbaren Prototypen oder Demonstratoren hat sich fest in unseren Entwicklungsablauf etabliert. Der Einsatz des 3D-Druckers erleichtert uns die Arbeit vor allem im Bereich Prototypenbau sowie in der automatisierten Fertigung. Das sieht man auch deutlich an den Zahlen. In 2017 wurden knapp 50 Druckjobs durchgeführt, die oftmals auch mehrere Teile beinhaltet haben. Im ersten Halbjahr 2018 haben wir jetzt schon 51 Druckjobs“.

formnext Halle 3.1, Stand D40

Endstück und Verbindungsstück des Trittbretts: Für Airbus Helicopters ist die Steckverbindung eine optimale Lösung, denn es wird weder Klebe- noch Schraubverbindung oder gar Werkzeug benötigt.
In einem ersten Schritt wurde das fast drei Meter lange Modell in druckbare Einzelteile untergliedert. Danach wurden die individuellen Puzzle-Steckverbindungen konstruiert.
Die Firma Airbus Helicopters hat den German RepRap x400 3D-Drucker seit 2015 im Einsatz und ist rundum zufrieden.
Maßstabsmodell des Trittbretts für einen Hubschrauber: Die relativ kleine Standfläche auf den Kufen könnte durch den Einsatz eines Trittbretts optimiert werden.


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