05.04.2022 – Kategorie: Fertigung & Prototyping

Luft- und Raumfahrt: Materialqualifikationsdaten für die additive Fertigung

Materialqualifikationsdaten: Additive Fertigung für die Luft-und RaumfahrtQuelle: Stratasys

Die Freigabe von Materialqualifikationsdaten ermöglicht es, das Material für additiv gefertigte Teile in der Luft- und Raumfahrt zu verwenden.

  • Stratasys, Anbieter von Polymer-3D-Drucklösungen, stellt in Zusammenarbeit mit Lockheed Martin und der Metropolitan State University of Denver Materialqualifikationsdaten für das Filamentmaterial Antero 840CN03 der Öffentlichkeit zur Verfügung.
  • Die Freigabe dieser Qualifizierungsdaten ermöglicht es der Industrie, das Material für additiv gefertigte Teile für die Luft- und Raumfahrt, wie zum Beispiel für das Orion-Raumschiff, auf 3D-Druckern von Stratasys in Produktionsqualität zu verwenden.

„Wir wollen einen neuen Weg aufzeigen, wie Industrie, Hersteller und Hochschulen zusammenarbeiten können, um Materialqualifikationsdaten zu sammeln und zu veröffentlichen, die dazu beitragen, die Einführung der additiven Fertigung in der gesamten Luft- und Raumfahrtindustrie zu beschleunigen”, sagte Foster Ferguson, Director of Aerospace bei Stratasys.

Antero 840CN03 ist ein gemischtes und funktionalisiertes thermoplastisches ESD-Verbundmaterial auf PEKK-Basis, das speziell für Stratasys FDM 3D-Drucker in Produktionsqualität entwickelt wurde. Es erfüllt die ESD-Leistungs- und NASA-Ausgasungsanforderungen und erfüllt gleichzeitig die für Luftfahrtanwendungen erforderlichen Flamm-, Rauch- und Toxizitätseigenschaften (FST).

Gesammelte Materialqualifikationdaten bestätigen mechanische Zuverlässigkeit

Während dieser ersten Phase der Materialqualifikation wurden durch den Druck von über 280 Testcoupons aus Antero 840CN03 auf Stratasys Fortus F900 3D-Druckern bei Lockheed Martin in Littleton, Colorado, und Stratasys Direct Manufacturing in Belton, Texas, grundlegende Daten gesammelt. Die Coupons wurden auf ihre Zugfestigkeit geprüft, denn das ist eine wichtige mechanische Eigenschaft für das Design. Die gesammelten Daten bestätigten die Leistungsfähigkeit des Antero-Materials sowie die konsistenten mechanischen Eigenschaften, für die zuvor akademische Studien den Nachweis erbracht haben. Künftige Testphasen werden sich auf weitere relevante Eigenschaften erstrecken sowie den Konstrukteuren zusätzliche Daten liefern, mit denen sie bei der Anwendung von Antero auf andere Teiletypen und Umgebungen arbeiten können.

„Wir sind ständig auf der Suche nach Möglichkeiten, Innovationen für flugtaugliche Materialien voranzutreiben, und die additive Fertigung ist der Schlüssel zu diesem Bestreben”, sagte Cris Robertson, Associate Manager of Advanced Manufacturing bei Lockheed Martin Space. „Durch unsere Zusammenarbeit mit Stratasys und der MSU Denver haben wir die notwendigen Daten gesammelt, um Antero 840CN03 für Flugteile zu qualifizieren, und wir sind nun in der Lage, unsere Verwendung des Materials über unsere anfänglichen Anwendungen für das Orion-Raumschiff hinaus zu erweitern.”

Die MSU Denver bildet die Arbeitskräfte der Zukunft im Bereich der Fertigung aus und setzt dabei auf additive und subtraktive Fertigungsverfahren, die Kosten senken und Anwendungsmöglichkeiten erweitern können. 

Mehr Standards in der additiven Fertigung durch veröffentlichte Materialqualifikationsdaten

„Diese Art von Forschungs- und Entwicklungskooperationen mit führenden Unternehmen wie Stratasys und Lockheed Martin ermöglicht es unseren Studenten, gut vorbereitet zu sein, um ihren zukünftigen Arbeitgebern in der Luft- und Raumfahrtindustrie bei der Übernahme der neuesten Technologien zu helfen”, sagte Mark Yoss, Direktor des Advanced Manufacturing Sciences Institute an der MSU Denver. „Durch die Veröffentlichung dieser Materialqualifikationsdaten können wir dazu beitragen, die Luft- und Raumfahrtindustrie voranzubringen, indem wir mehr Standards in der additiven Fertigung festlegen.”

Stratasys und Lockheed Martin haben bereits früher bei der Erfassung und Veröffentlichung von Materialeigenschaften zusammengearbeitet. Zuletzt haben die Unternehmen 2018 als Mitglieder von America Makes zulässige Daten für das Resin Sabic Ultem 9085 veröffentlicht, das mit einem Fortus 900mc 3D-Drucker von Stratasys gedruckt wurde. Durch die weitere Veröffentlichung von Materialqualifikationsdaten hoffen die Unternehmen, die weitere Verbreitung der additiven Fertigung in der Luft- und Raumfahrt zu fördern.

Datenbericht online zugänglich

„Durch unsere Zusammenarbeit mit Lockheed Martin und der MSU Denver hoffen wir, Vertrauen in unsere bevorzugten Materialien zu schaffen, die Wiederholbarkeit auf dem 3D-Drucker F900 zu demonstrieren und eine Prozessdokumentation zu liefern, die die Qualifizierungsspezifikationen für Fluganwendungen unterstützt.” sagte Ferguson. 

Durch die Zusammenarbeit mit der Metropolitan State University of Denver ist der Datenbericht für die Öffentlichkeit online zugänglich. Weitere Materialtests werden in zukünftigen Phasen stattfinden, um eine vollständige Charakterisierung dieses Materials zu ermöglichen.

Die Teams von Stratasys und Lockheed Martin werden beide auf dem diesjährigen Space Symposium in Colorado Springs vertreten sein.

Bild oben: Lukendeckel für das Orion-Raumschiff von Lockheed Martin, gedruckt in Antero840CN03. Bildquelle: Stratasys

Weitere Informationen über Stratasys-Materialien und -Anwendungen für die Luft- und Raumfahrtindustrie: https://www.stratasys.com/en/industries-and-applications/3d-printing-industries/aerospace/

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