3-D-Druckbauteile zur kombinierten Nutzung für elektrische Systeme im Flugzeug

Untersuchung des 3D-Drucks zur Integration elektrischer Funktionen

In den 80er Jahren wurde die additive Fertigung ursprünglich als Rapid Prototyping bezeichnet. Hier sollte schnell und kostengünstig ein Prototyp erstellt werden [1]. Additive Manufacturing (AM), auch als dreidimensionales Drucken (3D-Drucken) bezeichnet, ist der Prozess des Verbindens von Materialien, um Objekte aus 3D-Modelldaten herzustellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungstechniken wie Bearbeiten und Stanzen, bei denen Produkte hergestellt werden, indem Materialien aus einem größeren Material oder Blech entfernt werden, werden bei der additiven Fertigung endgültige Formen durch Hinzufügen von Material Schicht für Schicht entsprechend dem Querschnitt des 3D-Modells erzeugt.

Das 3D-gedruckte Airbus-Konzeptflugzeug hier bis 2050
Das 3D-gedruckte Airbus-Konzeptflugzeug hier bis 2050

Das Ziel dieser wissenschaftlichen Forschung ist die Erörterung und Definition der gewünschten geometrischen und Materialeigenschaften für 3D-gedruckte Proben mit elektrischen Funktionen für die Luft- und Raumfahrt.

Angepasste Lösungsansätze für 3D-Test Testproben
Angepasste Lösungsansätze für 3D-Test Testproben

Vorteilhafte geometrische Ansätze für systematische Vergleichstests

Um die Qualifizierung von AM-Proben, in die elektrische Funktionen integriert sind, zu beurteilen, werden verschiedene elektrische Messungen an ihnen durchgeführt. Um gültige Ergebnisse zu erhalten, werden Probekörper entsprechend dem Testtyp und seiner Standards vorbereitet und geometrisiert.

Optimale geometrische Ansätze für die elektrische Prüfung
Optimale geometrische Ansätze für die elektrische Prüfung

Aussagekräftige Geometrien für anwendungsfertige Probekörper

AM-Proben können für unterschiedliche Anwendungen in Flugzeugen verwendet werden. Diese Anwendungen können mechanisch, elektrisch oder für Kühlungsanforderungen sein. Um den AM Prototyp in elektrischen Anwendungen zu verwenden, kann er als leitender Pfad und als Alternative zum Bordnetz in Flugzeugen verwendet werden

AM Probe als leitender Pfad
AM Probe als leitender Pfad
AM Probe als EMV-Abschirmung für Geräteschränke
AM Probe als EMV-Abschirmung für Geräteschränke

 

 

 

 

 

 

Additive Manufacturing bietet uns verschiedene Anwendungen und viele Vorteile in Flugzeuganwendungen. Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist auch daran interessiert, die Vorteile dieser neuen Technologie zu nutzen. Es gibt aber noch einige Herausforderungen, die untersucht werden sollten.

In dieser Forschungsarbeit werden verschiedene Aspekte der AM-Technologie untersucht, um sie in der Flugzeugindustrie unter Einbeziehung elektrischer Funktionen einzusetzen.

Quellenangaben

P. Constantinou and S. Roy, “A 3D printed electromagnetic nonlinear vibration energy harvester”,  Smart Mater. Struct., vol. 25, no. 9, 2016.
Y. M. Like, “Airbus plans 3D printed airplanes by 2050”, pp. 1–3, 2018.
R. Krempin, “ Experimentelle Evaluierung der Eignung von ausgewählten Fertigungsverfahren zur Nachbearbeitung von FDM-3D-Druckbauteilen aus PLA”, 2017.
S. Darvish, D. Schulz, “Study, assessment and testing of technologies to incorporate electrical functions in aircraft parts”, 2018.
S. Darvish, D. Schulz, “SP1806489 Investigation of 3D printing for integration of electrical functions”, 2018.
S. Darvish, R. Jordan, D. Schulz, “Report on lab test request of AM specimens for integration of electrics in aircrafts parts”, 2018.

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz (Projektleiter)
Sahar Darvish, M.Sc.
Dipl.-Ing. (FH) Reiner Jordan
Fakultät für Elektrotechnik
Elektrische Energiesysteme

Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH

HSU

Letzte Änderung: 30. April 2021