Pressemitteilung voxeljet 04.09.2017

Mittels Gussmodellen aus dem 3D-Drucksystem zu Flugzeugtüren der Zukunft

voxeljet ermöglicht schnellen, kostengünstigen und flexiblen Feinguss beim französischen Luftfahrtzulieferer Sogeclair

voxeljet, Friedberg bei Augsburg, September 2017
Sogeclair hat einen Weg gefunden, beim Bau von Flugzeugtüren 30 Prozent Gewicht zu sparen: Der französische Luftfahrtzulieferer setzt beim altbewährten Feinguss auf 3D-gedruckte PMMA-Modelle von voxeljet. Sie erlauben neue Freiheiten im Leichtbau-Design und lassen sich schnell und kostengünstig herstellen. Zu bestaunen war die Flugzeugtür der Zukunft erstmals auf der Pariser Luftfahrtshow 2017.

Um Flugzeuge treibstoffsparsamer zu machen, fordern immer mehr Hersteller von ihren Zulieferern Leichtbauteile. Ein Lösungsansatz: 3D-Drucker, mit denen sich direkt aluminium- und titanlasergesinterte Bauteile mit neuartigen, materialsparenden Geometrien realisieren lassen. Das Manko: Die gefertigten Bauteile sind vergleichsweise teuer und eignen sich bislang nur für die Produktion kleiner Bauteile. Wie steht es aber um größere Bauteile wie Flugzeugtüren? „Hier bietet sich die Möglichkeit den 3D-Druck mit dem altbewährten Feinguss zu kombinieren“, sagt Thierry Herrero, Director Sales West Europebei voxeljet. Und zwar mit 3D-Druckern, die Feingussmodelle für vorher nicht-herstellbare Geometrien mit Kunststoff (PMMA) additiv drucken – ganz ohne teure Spezialwerkzeuge. „Somit verbindet sich das Beste zweier Welten: die geometrische Freiheit des 3D-Drucks und die Stabilität des altbewährten Feingusses.“

PMMA-Modell aus einem der größten 3D-Drucksysteme für Feingussanwendungen
Zu den Anwendern der 3D-gedruckten Gussformen zählt Sogeclair. Ein Forschungsprojekt des französischen Luftfahrtzulieferers beschäftigt sich mit futuristischen Flugzeugtüren, die dank eines raffinierten, bionischen Geflechts aus Aluminium-Streben bei gleicher Robustheit deutlich weniger Material benötigen und somit 30 Prozent leichter sind. Ein solches Geflecht im Computer mit einer Computer-aided-Design Software (CAD) zu konstruieren, ist für die Aerospace-Experten kein Problem. Schwierig wird es hingegen bei der Fertigung im Feingussverfahren. „Gerade bei der Entwicklung von Prototypen müssen Unternehmen immer wieder Feinheiten ändern“, erklärt Herrero. „Es ist allerdings zeit- und kostenaufwendig, für jede Änderung mit Spezialwerkzeugen eine neue Gussform für den Feinguss zu fertigen.“ Die Lösung: das 3D-Drucksystem VX1000 von voxeljet, das mit einem Bauraum von 1000 x 600 x 500 Millimetern zu den größten industriellen 3D-Drucksystemen für Feingussmodelle zählt. „Designänderungen lassen sich direkt am Bildschirm realisieren.“

Auch feinste Strukturen lassen sich präzise drucken
voxeljet nutzt die CAD-Datei der Flugzeugtür als Input für das 3D-Drucksystem. Dieses trägt einen Acrylkunststoff namens Polymethylmethacrylat (PMMA) in Pulverform auf das Baufeld auf – in 150 Mikrometer dünnen Schichten. Der Druckkopf fährt anschließend über das Baufeld und verklebt dem digitalen Bauplan entsprechend punktuell das PMMA. Anschließend folgt eine frische Pulverschicht. Schicht für Schicht entsteht so das Feingussmodell, das qualitativ besser abschneidet als Testdrucke der Konkurrenz. „Im Vergleich zu anderen additiv verarbeitbaren Materialien, wie beispielsweise Flüssigharzen in der Stereolithographie lässt sich das PMMA hervorragend ausbrennen. Grund hierfür ist vor allem der negative Ausdehnungskoeffizient unseres Pulvermaterials, was keinerlei Schalenbrüche beim Ausbrennen des dünnwandigen Modells mit sich brachte.“, sagt Herrero.

Ist das PMMA-Modell fertig gedruckt, wird dieses mit einem heißen Wachs infiltriert, um die Oberflächen zu versiegeln. Der nächste Arbeitsschritt erfolgt in der Gießerei. Mitarbeiter versehen das gedruckte Modell mit Keramikschichten und schmelzen das Modell in einem Ofen aus. Übrig bleibt eine Gussform aus Keramik, die anschließend mit flüssigem Aluminium gefüllt wird. Ist das Metall ausgehärtet, schlagen Mitarbeiter die Keramikschicht ab und legen die fertige Flugzeugtür frei.

Derzeit handelt es sich noch um einen Prototypen, der erstmals vom 19. bis 25. Juni 2017 auf dem Sogeclair-Stand auf der Pariser Luftfahrtshow zu sehen war.

voxeljet stellt die Sogeclair Flugzeugtür vom 14.-17. November 2017 auf der Messe formnext in Frankfurt aus, Messestand 3.1 / E18 (Halle 3, 1. Stock, Stand E18).

Über voxeljet
Die voxeljet AG wurde 1999 in Augsburg, Deutschland, gegründet und ist ein führender Hersteller industrietauglicher 3D-Drucksysteme und betreibt Dienstleistungszentren in Deutschland, Indien, China, UK und USA für die On-Demand-Fertigung von Formen und Modellen für den Metallguss. Hauptanwendungen sind dabei Formen und Kerne für den Sandguss, Kunststoffmodelle für den Feinguss, sowie Anschauungsmodelle für unterschiedlichste Industriezweige. Zum Kundenkreis des Unternehmens zählen renommierte Automobilhersteller und ihre Zulieferer, Gießereien sowie innovative Unternehmen aus der Kunst-, Architektur- und Designbranche.
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voxeljet Feinguss für die Flugzeugtür der Zukunft.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

voxeljet Feinguss für die Flugzeugtür der Zukunft.

Mit 3D-Druckern von voxeljet lassen sich Aluminium- und Titanbauteile mit neuartigen materialsparenden Geometrien realisieren.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

Mit 3D-Druckern von voxeljet lassen sich Aluminium- und Titanbauteile mit neuartigen materialsparenden Geometrien realisieren.

Die neue Flugzeugtür von Sogeclair: Bei diesem Prototypen handelt es sich um ein Plastikmodell aus dem 3D-Drucker mit Metallbeschichtung.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

Die neue Flugzeugtür von Sogeclair: Bei diesem Prototypen handelt es sich um ein Plastikmodell aus dem 3D-Drucker mit Metallbeschichtung.

Ausstellungsmodell der Flugzeugtür. Trotz materialsparender Leichtbauweise musste Sogeclair keine Abstriche in puncto Stabilität machen.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

Ausstellungsmodell der Flugzeugtür. Trotz materialsparender Leichtbauweise musste Sogeclair keine Abstriche in puncto Stabilität machen.

voxeljet bereitet die 3D-gedruckte und gewachste Flugzeugtür auf den Versand vor. In der Gießerei erhält das Modell dann eine Keramikbeschichtung. Beim Ausbrennen im Ofen schmilzt das Plastik, sodass eine Gussform aus Keramik übrigbleibt.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

voxeljet bereitet die 3D-gedruckte und gewachste Flugzeugtür auf den Versand vor. In der Gießerei erhält das Modell dann eine Keramikbeschichtung. Beim Ausbrennen im Ofen schmilzt das Plastik, sodass eine Gussform aus Keramik übrigbleibt.

Das 3D-gedruckte Modell der Flugzeugtür von der Seite. Gut zu erkennen ist das bionische Design, das zu einer Gewichtsersparnis von 30 Prozent geführt hat.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

Das 3D-gedruckte Modell der Flugzeugtür von der Seite. Gut zu erkennen ist das bionische Design, das zu einer Gewichtsersparnis von 30 Prozent geführt hat.

Fertiges Modell aus dem 3D-Drucker: Der Druckkopf verklebt einen Acrylkunststoff namens Polyethylmethacrylat (PMMA) in nur 150 Mikrometer dünnen Schichten. So entsteht das Bauteil Schicht für Schicht.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

Fertiges Modell aus dem 3D-Drucker: Der Druckkopf verklebt einen Acrylkunststoff namens Polyethylmethacrylat (PMMA) in nur 150 Mikrometer dünnen Schichten. So entsteht das Bauteil Schicht für Schicht.

Der Feinguss war erfolgreich: Plastikmodell (rechts) und gegossene Tür sind absolut identisch.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

Der Feinguss war erfolgreich: Plastikmodell (rechts) und gegossene Tür sind absolut identisch.

Mit Metall überzogenes Plastikmodell der Flugzeugtür. So soll das Bauteil nach dem Feinguss aussehen.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

Mit Metall überzogenes Plastikmodell der Flugzeugtür. So soll das Bauteil nach dem Feinguss aussehen.

3D-Rendering der Flugzeugtür.Originalbild downloaden | Bild 300px breit

3D-Rendering der Flugzeugtür.

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