Fast 5: Die Aussichten für die kommerzielle Luftfahrt von Additive Metal

Michael Canario, CEO von Norwegian Titanium

Die additive Metallfertigung hat bei Raumfahrzeugen, die keine Passagiere befördern, rasche Fortschritte gemacht, doch die Zertifizierungsstandards für passagierbefördernde Verkehrsflugzeuge sind viel strenger. Norsk Titanium baute 2017 das erste additive Metallstrukturteil in Boeing 787 ein, fügte später weitere 787-Teile hinzu und entwickelt weiterhin additive Metallteile für Verkehrsflugzeuge. Michael Canario, CEO von Norsk Titanium, spricht mit Aviation Week über die Aussichten für additive Metalle in Verkehrsflugzeugen.

Wie hat sich die Pandemie auf die Fortschritte bei der additiven Metallfertigung für die Luft- und Raumfahrt ausgewirkt?

Es gab definitiv Auswirkungen auf die kommerzielle Seite des Geschäfts, da die OEMs eine Pause einlegten, um sich an das unsichere Umfeld anzupassen. Norsk nutzte diese Zeit, um sich auf unsere Verteidigungs- und Industriekunden zu konzentrieren. Jetzt, da der Flugverkehr wieder das Niveau vor der Pandemie erreicht, erhöhen die OEMs die Produktionsraten und suchen nach Lösungen für die Rohstoffknappheit und natürlich nach Kosteneinsparungsmöglichkeiten. Additive sind definitiv Teil des Lösungspakets, und wir sehen, dass die OEMs mehr in Additive investieren.

Sie nutzen Direct Energy Deposition (DED), um Titanteile für Flugzeuge herzustellen. Welche Vorteile bietet DED für Verkehrsflugzeuge und für welche Teile ist es am besten geeignet? Wie groß ist der potenzielle Markt für DED-Titan in der kommerziellen Luftfahrt?

Die Hauptvorteile von DED sind immer die Kosten und der Zeitplan. Gleichzeitig bieten wir unseren Kunden eine deutlich effizientere Alternative zu bestehenden Rohstofflieferketten. Das drahtbasierte schnelle Plasmaabscheidungsverfahren (RPD, eine Art DED) von Norsk verbraucht deutlich weniger Rohstoffe und Energie und verringert so das Risiko einer Unterbrechung der Lieferkette. Draht-DED-Prozesse sind direkt auf große Strukturbauteile anwendbar, die traditionell als Schmiede- oder Gussteile hergestellt werden. Zweifellos wird es Anwendungen geben, die besser für traditionelle Produktionsmethoden geeignet sind, aber wir sehen, dass Draht-DED im Laufe der Zeit einen erheblichen Teil des heutigen Marktes für Strukturschmieden und -guss verdrängen wird. Neben der Produktion neuer Teile gibt es auch erhebliche MRO-Chancen für DED-Prozesse. Wir haben kürzlich Artikel für Kongsberg Defence & Aerospace neu hergestellt. Die von uns verwendete Adaption des RPD-Prozesses ist direkt auf den Reparaturmarkt anwendbar.

Bisher glaube ich, dass Sie DED verwendet haben, um Teile nachzubilden, die mit herkömmlichen Methoden hergestellt wurden. Planen Sie, die Designfreiheit, die Additive bietet, irgendwann für die Konstruktion völlig neuer Teile zu nutzen?

Absolut. Wir haben bei der Einführung unseres RPD-Prozesses bei den OEMs bewusst einen maßvollen Ansatz gewählt. Zuerst müssen wir die Konstrukteure und Regulierungsbehörden mit der Technologie vertraut machen, indem wir vorhandene Teile direkt ersetzen. Anschließend werden wir uns komplexeren Teilen zuwenden, die von Anfang an so konzipiert sind, dass sie die Technologie voll ausnutzen. Wir haben bereits gesehen, wie OEMs in diese Richtung vordrangen und unser Verfahren nutzten, um kleine Flansche auf Baugruppen zu drucken, die zuvor zusammengenietet waren.

Was sind die größten Hürden, die die Einführung der additiven Metallproduktion in der kommerziellen Luftfahrt verlangsamen? Wie will Norsk diese Hürden überwinden?

Wir haben mehr als 15 Jahre und den Großteil unserer Investitionen darauf verwendet, unseren Prozess zu entwickeln und zu beweisen, dass er kontrolliert und wiederholbar ist. Die OEMs und Regulierungsbehörden verfügen über jahrzehntelange Erfahrung in der Prozesssteuerung traditioneller Herstellungsprozesse. Dank der Fähigkeit von Additiv, alle Parameter des Herstellungsprozesses aufzuzeichnen und die Auswirkungen auf die Materialleistung zu bestimmen, konnten wir in wesentlich kürzerer Zeit das gleiche Maß an Verständnis erreichen.

Wie lange wird es Ihrer Meinung nach dauern, bis Kunden und Aufsichtsbehörden den Einsatz additiver Metalle in der kommerziellen Luftfahrt ebenso bereitwillig akzeptieren wie gegossene Metallteile?

Die OEMs verfügen heute über Materialspezifikationen für drahtbasierte DED-Prozesse. Da sich immer mehr Anbieter für diese Spezifikationen qualifizieren, werden die Tier-1-Auftragnehmer die Rohstoff-, Energie-, Kosten- und Termineinsparungen voll ausnutzen wollen. Dies wird sich in den nächsten Jahren entfalten, wenn die OEMs daran arbeiten, die Technologie in bestehende Produkte einzuführen. Da die OEMs später in diesem Jahrzehnt neue Flugzeugzellen einführen, gehe ich davon aus, dass Additive als Basismaterial in die Konstruktion einbezogen werden.