Tool sichert Qualität bei der Triebwerksreparatur

Unter der Bezeichnung Eostate Meltpool hat EOS ein Werkzeug zur Online-Prozessüberwachung und -analyse des Bauprozesses im industriellen 3D-Druck entwickelt. Die Pilotphase ist inzwischen abgeschlossen, und der erste Kunde, der die komplette Lösung einsetzt, ist der Luftfahrt-Dienstleistungsriese Lufthansa Technik

Eeostate Meltpool ist eine Erweiterung der Anlage EOS M 290 für das Direkte Metall-Laser-Sintern (DMLS). Sie ermöglicht eine automatisierte, intelligente Prozessüberwachung in Echtzeit – pro Schmelzpunkt, pro Schicht, pro Bauteil. Damit schafft sie die Voraussetzungen für eine automatische Überwachung des Schmelzbades und ermöglicht einen Blick in das Bauteil während des Bauprozesses. Laut Hersteller kann so in Zukunft ein ganz neues Qualitätssystem aufgebaut werden.

Der erste Kunde, der über die komplette Lösung verfügt, ist die Lufthansa Technik. Der Konzern gehört mit über 30 Tochterunternehmen und Beteiligungsgesellschaften sowie mehr als 25 000 Mitarbeitern weltweit zu den bedeutendsten Anbietern flugzeugtechnischer Dienstleistungen. Das Angebot von Lufthansa Technik umfasst das gesamte Service-Spektrum für Verkehrsflugzeuge in den Bereichen Wartung, Reparatur, Überholung, Modifikation und Umrüstung, Triebwerke und Komponenten.

„Wir haben uns für die Lösung von EOS aus mehreren Gründen entschieden“, erläutert Simon Feicks, Projektleiter additive Fertigung, Engine Services bei der Lufthansa Technik. „Das zugrunde liegende Metallsystem EOS M 290 überzeugt durch seine Prozessstabilität. Die Technologie hat sich schon jetzt bei Triebwerksherstellern bewährt. Im Entscheidungsprozess hat uns vor allem diese Kombination der Kernkompetenzen von EOS überzeugt. Wir werden uns auf dieser Basis auf zukünftige, für die additive Fertigung optimierte Bauteilgenerationen vorbereiten, um im Markt weiterhin unsere Führungsposition gegen den starken Wettbewerb verteidigen zu können.“

Elementarer Bestandteil neuer Reparaturprozesse

Der pulverbasierte Prozess von EOS ergänzt das bereits etablierte Lufthansa Technik-Portfolio an additiven Fertigungsverfahren und ist im Hinblick auf zukünftig additiv hergestellte Triebwerksbauteile ein elementarer Bestandteil neuer Reparaturprozesse. Mit Eostate Meltpool führt das Unternehmen eine wesentliche Qualitäts-Management-Komponente im Prozess ein, die in Zukunft zu einer lückenlosen Qualitätskontrolle im Aufbauprozess beitragen soll. Die DMLS-Technologie eröffnet neue Möglichkeiten, die bisher nicht umsetzbar waren. So ergänzen endkonturnahe Geometrien und die Realisierung interner Kavitäten das Reparaturportfolio.

Im Bereich Triebwerke fokussiert sich die Lufthansa Technik auf einen hybriden Reparaturansatz. Man wolle sich auf den Tag vorbereiten, wenn additiv gefertigte Bauteile der neuen Triebwerksgenerationen in den Shops für die Triebwerksreparatur ankommen, erläutert Feicks. Dann wolle man dem Kunden diese Reparaturen kosteneffizient und qualitätsoptimiert anbieten können. „Wir verzeichnen bereits erste Erfolge im Vorrichtungsbau. Wir konnten Vorlaufzeiten reduzieren und Kosten senken. Dennoch erfordert diese Technologie ein Umdenken unserer Mechaniker, Konstrukteure und Ingenieure. Genau aus diesem Grund ist neben der Installation des Systems auch die Weiterbildung und Förderung unserer Mitarbeiter ein wesentlicher Bestandteil auf dem vollumfänglichen Einsatz des industriellen 3D Drucks.“

Dass sich das Monitoring-System bei der additiven Fertigung von Triebwerksteilen bereits bewährt hat, berichten Pilotanwender wie die türkische Tusas Engine Ind. Inc. (TEI). „Für uns ist das Überwachungstool ein erster Schritt für die prozessinterne Kontrolle und Qualitätsprüfung von Bauteilen“, erläutert Semih Pilatin, Technology Programs Manager bei TEI. „Dies war Teil unserer ursprünglichen technischen Spezifikation für den DMLS-Prozess. Wir möchten dieses Tool künftig bei der Fertigung von Triebwerksteilen einsetzen, wo enge Toleranz- und hohe Leistungsvorgaben zu erreichen sind. Damit können wir potenzielle Bauteiledefekte bereits frühzeitig online erkennen und mit minimalem Aufwand die Qualität des Bauteils bewerten.“

Qualitätssicherung vorverlagert

Lukas Fuchs, bei EOS Application Development Consultant MeltPool für Monitoring-Lösungen, bestätigt: „Für die Kunden, die eine Additive-Manufacturing-basierte Serienfertigung anstreben, ist ein entscheidender Faktor eine reproduzierbare, hohe Bauteilequalität bei gleichzeitig geringstmöglichen Stückkosten. Mit Hilfe von Eostate Meltpool können sie die Sicherung der Bauteilqualität in den Bauprozess vorverlagern, statt sie nachgeschaltet durchzuführen. Dies sorgt nicht nur für ein besseres Risikomanagement, sondern senkt gleichzeitig Qualitätssicherungskosten und somit auch die gesamten Stückkosten.“

Für Lufthansa-Technik-Mann Feicks stellt die additive Fertigung für die Luftfahrtindustrie eine klare Zukunftstechnologie dar. „Aus dem vollen Fräsen war gestern. Heute wird selektiv dort aufgebaut, wo es gebraucht wird. Auch Ressourceneffizienz spielt eine wichtige Rolle. Wir wollen uns nicht mehr von Werkzeugen einschränken lassen. Die Grenzen der Fertigungsvarianz werden verschoben und wir blicken in eine Zukunft, die wir alle noch lernen müssen zu verstehen.“ ■

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