Wesentliche Vorteile von Rapid Prototyping in der Luft- und Raumfahrttechnik

Rapid Prototyping bezeichnet eine Reihe von Prozessen, die ein dreidimensionales Objekt einfach in einen Prototypen fertigen können, direkt aus einer CAD-Datei durch additives Auftragen einzelner Querschnittsschichten des Teils. Es wurde Ende der 1980er Jahre eingeführt. RP kann als Gruppe von Prozessen definiert werden, die verwendet werden, um einfach ein physisches Arbeitsmodell eines Teils herzustellen. Heute ist es entscheidend, um ein Produkt kostengünstig und einfach vom Konzept bis zum Markt zu führen. Rapid Prototyping wurde in der Luftfahrtindustrie angewendet und hatte tiefgreifende Auswirkungen.

Der Bedarf an Rapid Prototyping in der Luftfahrt

Heutzutage steht der Luftfahrtsektor unter Budgetzwängen und wird vollständig von Kosten getrieben. Das Buy-to-Fly-Verhältnis liegt weltweit meist niedrig bei etwa 10 bis 20 %. Dies bezieht sich auf das Gewichtsverhältnis zwischen den für eine Komponente verwendeten Rohmaterialien und dem Gewicht der Komponente selbst. Der Anstieg im Luftfahrtsektor wird in den nächsten zwei Jahrzehnten voraussichtlich drastisch zunehmen. Dies wird den lukrativen Markt für additive Fertigungstechnologie von Verteidigungsanwendungen in die kommerzielle Luftfahrt ausweiten. Die Nachfrage nach innovativeren Designs bei gleichzeitig steigenden Budgetzwängen hat sie dazu veranlasst, alternative Design- und Fertigungstechnologien zu prüfen. Viele Luftfahrtunternehmen arbeiten derzeit an verschiedenen Prototyping-Prozessen.

Die Vorteile der Nutzung von Prototyping

1. Niedrigkostenwirtschaft
2. Designfreiheit
3. Materialeffizienz
4. Vorhersehbare Produktion
5. Reduzierte Montage

Merkmale des Luftfahrt-Prototyping

• Niedrige Produktionsvolumen: Luftfahrtentwicklung war aufgrund der ineffizienten Amortisierung von Werkzeugkosten über das Produktionsvolumen kostspielig. Solche Kosten können im Rapid Prototyping minimiert werden.
• Konstante Designiterationen: Hohe Iterationszahlen im Design bedeuten, dass Rapid Prototyping Zeit und Kosten sparen kann.
• Geometrische Designkomplexität: Die Luftfahrtindustrie produziert komplexe Teilegeometrien. Es ist eine Herausforderung für den Designer, Teile in der Fertigung mit traditionellen Mitteln zusammenzufügen, mehr als bei Nutzung schneller Fertigung.
• Testen neuer Materialien: Schnelle Fertigung kann exotischere Materialien leichter verarbeiten. Sie ermöglicht auch Prototyping und kleine Versuche neuer Materialien ohne Investition in Werkzeuge.

Zusammenfassend hat die RP-Technologie fast alle Ingenieurbereiche beeinflusst, einschließlich Mechanik, Elektrik und Elektronik, Materialwissenschaft, Luftfahrt und vor allem Biomedizinische Technik. Der Luftfahrtsektor hat alle Prozesse und Funktionen übernommen; vom Designkonzept bis hin zu Reparaturen am Ende der Lebensdauer. Rapid Prototyping wird genutzt, um den Produktentwicklungszyklus kosteneffizient zu verkürzen und ist eine ideale Methode in der Luftfahrtindustrie.