![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/aerodefhero1.jpeg\" "\\"aerodefhero1\\"")
<\/span><\/div>Additive Fertigung mit Verbundwerkstoffen in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungsbereich<\/h1><\/div><\/div><\/div><\/div>Einblicke eines Luftwaffeningenieurs in die Anwendungen der additiven Fertigung im Verteidigungsministerium und in den wachsenden Einfluss des 3D-Drucks in der Industrie<\/h3><\/div>Jordan Weininger ist Advanced Composites Engineer bei der United States Air Force. Er arbeitet im Advanced Composites Office auf der Hill Air Force Base. Die hier von Jordan Weininger ge\u00e4u\u00dferten Meinungen beruhen auf seinen eigenen Erfahrungen und spiegeln nicht die Meinung der US-Luftwaffe wider.<\/p>\n
Die Fertigungstechnologien der Zukunft sind bereits da, aber die Herausforderung besteht darin, diese Technologien in die Branchen zu bringen, in denen sie einen Unterschied machen k\u00f6nnen. Es geht nicht nur darum, die Technologie zu entwickeln, sondern auch sicherzustellen, dass man \u00fcber wiederholbare Prozesse und zul\u00e4ssige B-Basiswerte verf\u00fcgt – die minimal zul\u00e4ssigen mechanischen Eigenschaften, die f\u00fcr die Konstruktion eines Teils aus einem bestimmten Material erforderlich sind -, um diese neuen Technologien in der realen Welt umzusetzen.<\/p>\n
Durch meine derzeitige Arbeit im Bereich der Verbundwerkstofftechnik in der Gruppe f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe auf der Hill Air Force Base hatte ich das Gl\u00fcck, einen Einblick in die Anwendungen der fortschrittlichen additiven Fertigungstechnologie in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie zu erhalten und die gr\u00f6\u00dferen Auswirkungen des industriellen 3D-Drucks au\u00dferhalb des Verteidigungsministeriums kennenzulernen.<\/p>\n<\/div>
Verbundwerkstofftechnik in der U.S. Air Force<\/strong><\/h2><\/div>![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/aerodef1bodyimage.jpeg\" "\\"aerodef1bodyimage\\"")
<\/span><\/div>F-16 Fighting Falcon verl\u00e4sst die Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Verbundwerkstofftechnik ist ein Bereich, der jedes Jahr in immer mehr Branchen Anwendung findet. Der Wunsch, in diesem Bereich zu arbeiten, f\u00fchrte mich zur Luftwaffe und speziell zum Advanced Composites Office. Dies ist ein B\u00fcro der Luftwaffe, aber wir unterst\u00fctzen alle Organisationen des DoD. Zus\u00e4tzlich zu den Problemen in den Bereichen Design, Analyse, Technik und Reparatur von Verbundwerkstoffen bieten wir auch einw\u00f6chige Kurse f\u00fcr DoD-Organisationen und deren Mitarbeiter an. Diese Kurse umfassen eine Einf\u00fchrung in die Verbundwerkstofftechnik und einen fortgeschrittenen Technikerlehrgang. In diesen Kursen k\u00f6nnen Studenten aus dem gesamten Verteidigungsministerium praktische Erfahrungen bei der Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen sammeln.<\/p>\n<\/div>
Industrielle Expansion des 3D-Drucks<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend meiner Arbeit in verschiedenen Branchen habe ich unz\u00e4hlige Geschichten \u00fcber die additive L\u00f6sung von Prototyping-Problemen f\u00fcr Unternehmen, insbesondere f\u00fcr kleine Unternehmen, geh\u00f6rt. Im Produktionszyklus von Kleinunternehmen ist die M\u00f6glichkeit, funktionale Komponenten zu prototypisieren, bevor man die Schritte durchl\u00e4uft, die notwendig sind, um die Massenproduktion hochzufahren, entscheidend f\u00fcr den Erfolg.<\/p>\n
Mit den verschiedenen druckbaren Materialien, die heute zur Verf\u00fcgung stehen – von Metallen \u00fcber Verbundwerkstoffe bis hin zu thermoplastischen Kunststoffen, die nicht nur aus PLA bestehen -, erm\u00f6glicht der 3D-Druck Passform- und Funktionstests f\u00fcr Ingenieure und bietet das notwendige Digitalisierungsmedium, um in den fr\u00fchen Phasen der Produktentwicklung einen Business Case zu erstellen. Es ist nicht unbedingt der additive Teil, der ein Problem vollst\u00e4ndig l\u00f6st, sondern der 3D-Druck im Allgemeinen. Die Technologie des 3D-Drucks bereichert so viele entscheidende Schritte im Designprozess, dass sich Produktionsprobleme leichter l\u00f6sen lassen.<\/p>\n
Ich denke, dass die additive Fertigung im Bereich der Werkzeuge zunehmen wird: Halterungen und Scharniere, Befestigungen und Fertigungshilfen. In naher Zukunft werden wir erleben, dass der 3D-Druck den Bereich der funktionalen Endverbrauchsteile erfasst. Es begann mit PLA, das jeder in seiner Garage drucken kann. Jetzt, da Unternehmen wie Markforged in der Lage sind, Verbundwerkstoffe und Metalle zu drucken, \u00f6ffnen diese st\u00e4rkeren und n\u00fctzlicheren Materialien eine ganz neue T\u00fcr f\u00fcr die additive Fertigung.<\/p>\n
Die Qualit\u00e4t und St\u00e4rke der f\u00fcr den 3D-Druck verf\u00fcgbaren Materialien ver\u00e4ndert die wirtschaftlichen und technologischen M\u00f6glichkeiten f\u00fcr alle Arten von Unternehmen. Wenn es sich um ein Teil mit geringer St\u00fcckzahl handelt, ist der 3D-Druck jetzt billiger als die Herstellung einer Form oder die CNC-Fertigung von Teilen aus einem Block. Dies \u00f6ffnet einer Reihe neuer Branchen die T\u00fcr f\u00fcr die Einf\u00fchrung des 3D-Drucks.<\/p>\n<\/div>
Warum die Luftwaffe auf additive Verfahren umsteigt<\/strong><\/h2><\/div>![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/aerodef3.jpeg\" "\\"aerodef3\\"")
<\/span><\/div>Wartungsarbeiten an einer C-130 auf der Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Die direkten Anwendungen f\u00fcr den 3D-Druck in der Luftwaffe und beim Milit\u00e4r nehmen ebenfalls zu. Es gibt zwei Schl\u00fcsselbereiche, die sich direkt auf die Nutzung der additiven Fertigung durch das Milit\u00e4r beziehen.<\/p>\n
1. Kleinserienfertigung:<\/strong> Bei den Flugzeugen, an denen wir arbeiten, stellen wir keine Hunderttausende von Teilen her, wie es bei einem Produktionsteil der Fall w\u00e4re. Bei Luft- und Raumfahrt und milit\u00e4rischen Anwendungen handelt es sich meist um Kleinserien, und manchmal k\u00f6nnen diese Teile je nach der verf\u00fcgbaren additiven Fertigungstechnologie auch vor Ort hergestellt werden.<\/p>\n2. Verteilte Fertigung:<\/strong> Die St\u00e4rke der additiven Fertigung liegt auch in ihren verteilten Eigenschaften. Wenn die 3D-Drucker kosteng\u00fcnstig an verschiedenen Standorten aufgestellt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen Sie, wenn etwas kaputt geht, nicht erst ein neues Teil aus der ganzen Welt herbeischaffen. Bei der additiven Fertigung ist man nicht auf eine einzige Produktionsquelle angewiesen. Mehrere Drucker an verschiedenen Standorten k\u00f6nnen Teile herstellen.<\/p>\nAufgrund dieser Faktoren sehe ich, dass die additive Fertigung im Milit\u00e4r und in der Luft- und Raumfahrt eine viel gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen wird.<\/p>\n<\/div>
Additiver Werkzeugbau f\u00fcr die Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge – MRO<\/strong><\/h2><\/div>![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/aerodefblog4.jpeg\" "\\"aerodefblog4\\"")
<\/span><\/div>Eine Luftaufnahme von ausgemusterten Milit\u00e4rflugzeugen im Lager<\/p>\n<\/div>
Das B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe hat die Aufgabe, L\u00f6sungen f\u00fcr die Entwicklung, Analyse, Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen zu finden, insbesondere durch das Life Cycle Management Center, das sich mit der Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge befasst. Oft sind die Originalwerkzeuge f\u00fcr Flugzeuge zerst\u00f6rt oder verlegt worden, und wir k\u00f6nnen additive Verfahren einsetzen, um neue Werkzeuge f\u00fcr diese Flugzeuge herzustellen, damit sie weiterhin fliegen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Eines meiner Hauptziele ist die Entwicklung von additiven Werkzeugen, mit denen wir Verbundwerkstoffe f\u00fcr diese Flugzeuge herstellen k\u00f6nnen. Wenn wir Teile f\u00fcr ein \u00e4lteres Flugzeug herstellen, f\u00fcr das wir keine Werkzeuge oder CAD-Daten mehr haben, erstellen wir manchmal einen 3D-Scan eines vorhandenen Teils und gehen dann davon aus, um ein Modell zu erstellen, das wir dann in 3D drucken und als Werkzeug f\u00fcr dieses Teil verwenden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
Additive Fertigung f\u00fcr Verbundwerkstoff-Werkzeuge<\/strong><\/h2><\/div>![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/aerodefblog5.jpeg\" "\\"aerodefblog5\\"")
<\/span><\/div>Collin Fisher, 533rd Commodities Maintenance Squadron, arbeitet mit einem Flugzeugteil der F-16 Fl\u00fcgelmontage<\/p>\n<\/div>
Im B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe interessieren wir uns f\u00fcr den 3D-Druck aus der Perspektive der Verbundwerkstoffe und wie er den Herstellungsprozess unterst\u00fctzen kann. Derzeit verwenden viele Unternehmen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab 3D-gedruckte Fused Deposition Modeling (FDM)-Teile f\u00fcr die Werkzeugherstellung, aber sie m\u00fcssen die Teile nach dem Druck nachbearbeiten, bevor sie f\u00fcr ein Verbundwerkstofflabor vorbereitet werden.<\/p>\n
Das bedeutet, dass eine genaue CAD-Zeichnung oder ein CAD-Modell gedruckt werden muss, das dann auf einer CNC-Maschine bearbeitet wird und dann mit einer Mischung aus Dichtungsmitteln, um es vakuumdicht zu machen, und Formtrennmitteln f\u00fcr den Verbundwerkstoffaufbau vorbereitet wird. Diesen Schritt – das Aufsetzen auf die CNC-Maschine – w\u00fcrden wir gerne abschaffen, weil er viele Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen zunichte macht.<\/p>\n
Meiner Meinung nach liegen die Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen vor allem darin, dass man schnell und einfach ein Teil erh\u00e4lt, das genau dem CAD-Entwurf entspricht. Wenn man die Form erst nachbearbeiten muss, bevor man sie f\u00fcr die Herstellung eines Verbundstoffteils verwendet, k\u00f6nnte man auch eine Art Werkzeugplatte verwenden, die viel billiger ist und sich genauso leicht bearbeiten l\u00e4sst. Wenn wir jedoch den Schritt der Nachbearbeitung eliminieren k\u00f6nnen, k\u00f6nnen wir viel Zeit und Energie sparen.<\/p>\n
Wenn wir ein 3D-gedrucktes Teil mit einer vakuumdichten Oberfl\u00e4che herstellen, ohne Nachbearbeitung, manuelles Schleifen oder irgendetwas, das die Genauigkeit der Geometrie beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnte, kann ich mir eine Welt vorstellen, in der die additive Fertigung in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr die Herstellung von Verbundwerkstoffwerkzeugen eingesetzt wird. Das ist ein wirklich wichtiger Bereich, der f\u00fcr den 3D-Druck gerade erst am Horizont auftaucht.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>![](\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/markforged-eiger-software-mark3D-3.png\" "\\"markforged-eiger-software-mark3D-3\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Jetzt die Eiger-Software testen!<\/strong><\/span><\/h3><\/div><\/div><\/div>
Einblicke eines Luftwaffeningenieurs in die Anwendungen der additiven Fertigung im Verteidigungsministerium und in den wachsenden Einfluss des 3D-Drucks in der Industrie<\/h3><\/div>Jordan Weininger ist Advanced Composites Engineer bei der United States Air Force. Er arbeitet im Advanced Composites Office auf der Hill Air Force Base. Die hier von Jordan Weininger ge\u00e4u\u00dferten Meinungen beruhen auf seinen eigenen Erfahrungen und spiegeln nicht die Meinung der US-Luftwaffe wider.<\/p>\n
Die Fertigungstechnologien der Zukunft sind bereits da, aber die Herausforderung besteht darin, diese Technologien in die Branchen zu bringen, in denen sie einen Unterschied machen k\u00f6nnen. Es geht nicht nur darum, die Technologie zu entwickeln, sondern auch sicherzustellen, dass man \u00fcber wiederholbare Prozesse und zul\u00e4ssige B-Basiswerte verf\u00fcgt – die minimal zul\u00e4ssigen mechanischen Eigenschaften, die f\u00fcr die Konstruktion eines Teils aus einem bestimmten Material erforderlich sind -, um diese neuen Technologien in der realen Welt umzusetzen.<\/p>\n
Durch meine derzeitige Arbeit im Bereich der Verbundwerkstofftechnik in der Gruppe f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe auf der Hill Air Force Base hatte ich das Gl\u00fcck, einen Einblick in die Anwendungen der fortschrittlichen additiven Fertigungstechnologie in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie zu erhalten und die gr\u00f6\u00dferen Auswirkungen des industriellen 3D-Drucks au\u00dferhalb des Verteidigungsministeriums kennenzulernen.<\/p>\n<\/div>
Verbundwerkstofftechnik in der U.S. Air Force<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>F-16 Fighting Falcon verl\u00e4sst die Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Verbundwerkstofftechnik ist ein Bereich, der jedes Jahr in immer mehr Branchen Anwendung findet. Der Wunsch, in diesem Bereich zu arbeiten, f\u00fchrte mich zur Luftwaffe und speziell zum Advanced Composites Office. Dies ist ein B\u00fcro der Luftwaffe, aber wir unterst\u00fctzen alle Organisationen des DoD. Zus\u00e4tzlich zu den Problemen in den Bereichen Design, Analyse, Technik und Reparatur von Verbundwerkstoffen bieten wir auch einw\u00f6chige Kurse f\u00fcr DoD-Organisationen und deren Mitarbeiter an. Diese Kurse umfassen eine Einf\u00fchrung in die Verbundwerkstofftechnik und einen fortgeschrittenen Technikerlehrgang. In diesen Kursen k\u00f6nnen Studenten aus dem gesamten Verteidigungsministerium praktische Erfahrungen bei der Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen sammeln.<\/p>\n<\/div>
Industrielle Expansion des 3D-Drucks<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend meiner Arbeit in verschiedenen Branchen habe ich unz\u00e4hlige Geschichten \u00fcber die additive L\u00f6sung von Prototyping-Problemen f\u00fcr Unternehmen, insbesondere f\u00fcr kleine Unternehmen, geh\u00f6rt. Im Produktionszyklus von Kleinunternehmen ist die M\u00f6glichkeit, funktionale Komponenten zu prototypisieren, bevor man die Schritte durchl\u00e4uft, die notwendig sind, um die Massenproduktion hochzufahren, entscheidend f\u00fcr den Erfolg.<\/p>\n
Mit den verschiedenen druckbaren Materialien, die heute zur Verf\u00fcgung stehen – von Metallen \u00fcber Verbundwerkstoffe bis hin zu thermoplastischen Kunststoffen, die nicht nur aus PLA bestehen -, erm\u00f6glicht der 3D-Druck Passform- und Funktionstests f\u00fcr Ingenieure und bietet das notwendige Digitalisierungsmedium, um in den fr\u00fchen Phasen der Produktentwicklung einen Business Case zu erstellen. Es ist nicht unbedingt der additive Teil, der ein Problem vollst\u00e4ndig l\u00f6st, sondern der 3D-Druck im Allgemeinen. Die Technologie des 3D-Drucks bereichert so viele entscheidende Schritte im Designprozess, dass sich Produktionsprobleme leichter l\u00f6sen lassen.<\/p>\n
Ich denke, dass die additive Fertigung im Bereich der Werkzeuge zunehmen wird: Halterungen und Scharniere, Befestigungen und Fertigungshilfen. In naher Zukunft werden wir erleben, dass der 3D-Druck den Bereich der funktionalen Endverbrauchsteile erfasst. Es begann mit PLA, das jeder in seiner Garage drucken kann. Jetzt, da Unternehmen wie Markforged in der Lage sind, Verbundwerkstoffe und Metalle zu drucken, \u00f6ffnen diese st\u00e4rkeren und n\u00fctzlicheren Materialien eine ganz neue T\u00fcr f\u00fcr die additive Fertigung.<\/p>\n
Die Qualit\u00e4t und St\u00e4rke der f\u00fcr den 3D-Druck verf\u00fcgbaren Materialien ver\u00e4ndert die wirtschaftlichen und technologischen M\u00f6glichkeiten f\u00fcr alle Arten von Unternehmen. Wenn es sich um ein Teil mit geringer St\u00fcckzahl handelt, ist der 3D-Druck jetzt billiger als die Herstellung einer Form oder die CNC-Fertigung von Teilen aus einem Block. Dies \u00f6ffnet einer Reihe neuer Branchen die T\u00fcr f\u00fcr die Einf\u00fchrung des 3D-Drucks.<\/p>\n<\/div>
Warum die Luftwaffe auf additive Verfahren umsteigt<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Wartungsarbeiten an einer C-130 auf der Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Die direkten Anwendungen f\u00fcr den 3D-Druck in der Luftwaffe und beim Milit\u00e4r nehmen ebenfalls zu. Es gibt zwei Schl\u00fcsselbereiche, die sich direkt auf die Nutzung der additiven Fertigung durch das Milit\u00e4r beziehen.<\/p>\n
1. Kleinserienfertigung:<\/strong> Bei den Flugzeugen, an denen wir arbeiten, stellen wir keine Hunderttausende von Teilen her, wie es bei einem Produktionsteil der Fall w\u00e4re. Bei Luft- und Raumfahrt und milit\u00e4rischen Anwendungen handelt es sich meist um Kleinserien, und manchmal k\u00f6nnen diese Teile je nach der verf\u00fcgbaren additiven Fertigungstechnologie auch vor Ort hergestellt werden.<\/p>\n2. Verteilte Fertigung:<\/strong> Die St\u00e4rke der additiven Fertigung liegt auch in ihren verteilten Eigenschaften. Wenn die 3D-Drucker kosteng\u00fcnstig an verschiedenen Standorten aufgestellt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen Sie, wenn etwas kaputt geht, nicht erst ein neues Teil aus der ganzen Welt herbeischaffen. Bei der additiven Fertigung ist man nicht auf eine einzige Produktionsquelle angewiesen. Mehrere Drucker an verschiedenen Standorten k\u00f6nnen Teile herstellen.<\/p>\nAufgrund dieser Faktoren sehe ich, dass die additive Fertigung im Milit\u00e4r und in der Luft- und Raumfahrt eine viel gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen wird.<\/p>\n<\/div>
Additiver Werkzeugbau f\u00fcr die Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge – MRO<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Eine Luftaufnahme von ausgemusterten Milit\u00e4rflugzeugen im Lager<\/p>\n<\/div>
Das B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe hat die Aufgabe, L\u00f6sungen f\u00fcr die Entwicklung, Analyse, Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen zu finden, insbesondere durch das Life Cycle Management Center, das sich mit der Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge befasst. Oft sind die Originalwerkzeuge f\u00fcr Flugzeuge zerst\u00f6rt oder verlegt worden, und wir k\u00f6nnen additive Verfahren einsetzen, um neue Werkzeuge f\u00fcr diese Flugzeuge herzustellen, damit sie weiterhin fliegen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Eines meiner Hauptziele ist die Entwicklung von additiven Werkzeugen, mit denen wir Verbundwerkstoffe f\u00fcr diese Flugzeuge herstellen k\u00f6nnen. Wenn wir Teile f\u00fcr ein \u00e4lteres Flugzeug herstellen, f\u00fcr das wir keine Werkzeuge oder CAD-Daten mehr haben, erstellen wir manchmal einen 3D-Scan eines vorhandenen Teils und gehen dann davon aus, um ein Modell zu erstellen, das wir dann in 3D drucken und als Werkzeug f\u00fcr dieses Teil verwenden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
Additive Fertigung f\u00fcr Verbundwerkstoff-Werkzeuge<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Collin Fisher, 533rd Commodities Maintenance Squadron, arbeitet mit einem Flugzeugteil der F-16 Fl\u00fcgelmontage<\/p>\n<\/div>
Im B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe interessieren wir uns f\u00fcr den 3D-Druck aus der Perspektive der Verbundwerkstoffe und wie er den Herstellungsprozess unterst\u00fctzen kann. Derzeit verwenden viele Unternehmen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab 3D-gedruckte Fused Deposition Modeling (FDM)-Teile f\u00fcr die Werkzeugherstellung, aber sie m\u00fcssen die Teile nach dem Druck nachbearbeiten, bevor sie f\u00fcr ein Verbundwerkstofflabor vorbereitet werden.<\/p>\n
Das bedeutet, dass eine genaue CAD-Zeichnung oder ein CAD-Modell gedruckt werden muss, das dann auf einer CNC-Maschine bearbeitet wird und dann mit einer Mischung aus Dichtungsmitteln, um es vakuumdicht zu machen, und Formtrennmitteln f\u00fcr den Verbundwerkstoffaufbau vorbereitet wird. Diesen Schritt – das Aufsetzen auf die CNC-Maschine – w\u00fcrden wir gerne abschaffen, weil er viele Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen zunichte macht.<\/p>\n
Meiner Meinung nach liegen die Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen vor allem darin, dass man schnell und einfach ein Teil erh\u00e4lt, das genau dem CAD-Entwurf entspricht. Wenn man die Form erst nachbearbeiten muss, bevor man sie f\u00fcr die Herstellung eines Verbundstoffteils verwendet, k\u00f6nnte man auch eine Art Werkzeugplatte verwenden, die viel billiger ist und sich genauso leicht bearbeiten l\u00e4sst. Wenn wir jedoch den Schritt der Nachbearbeitung eliminieren k\u00f6nnen, k\u00f6nnen wir viel Zeit und Energie sparen.<\/p>\n
Wenn wir ein 3D-gedrucktes Teil mit einer vakuumdichten Oberfl\u00e4che herstellen, ohne Nachbearbeitung, manuelles Schleifen oder irgendetwas, das die Genauigkeit der Geometrie beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnte, kann ich mir eine Welt vorstellen, in der die additive Fertigung in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr die Herstellung von Verbundwerkstoffwerkzeugen eingesetzt wird. Das ist ein wirklich wichtiger Bereich, der f\u00fcr den 3D-Druck gerade erst am Horizont auftaucht.<\/p>\n<\/div>
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Jordan Weininger ist Advanced Composites Engineer bei der United States Air Force. Er arbeitet im Advanced Composites Office auf der Hill Air Force Base. Die hier von Jordan Weininger ge\u00e4u\u00dferten Meinungen beruhen auf seinen eigenen Erfahrungen und spiegeln nicht die Meinung der US-Luftwaffe wider.<\/p>\n
Die Fertigungstechnologien der Zukunft sind bereits da, aber die Herausforderung besteht darin, diese Technologien in die Branchen zu bringen, in denen sie einen Unterschied machen k\u00f6nnen. Es geht nicht nur darum, die Technologie zu entwickeln, sondern auch sicherzustellen, dass man \u00fcber wiederholbare Prozesse und zul\u00e4ssige B-Basiswerte verf\u00fcgt – die minimal zul\u00e4ssigen mechanischen Eigenschaften, die f\u00fcr die Konstruktion eines Teils aus einem bestimmten Material erforderlich sind -, um diese neuen Technologien in der realen Welt umzusetzen.<\/p>\n
Durch meine derzeitige Arbeit im Bereich der Verbundwerkstofftechnik in der Gruppe f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe auf der Hill Air Force Base hatte ich das Gl\u00fcck, einen Einblick in die Anwendungen der fortschrittlichen additiven Fertigungstechnologie in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie zu erhalten und die gr\u00f6\u00dferen Auswirkungen des industriellen 3D-Drucks au\u00dferhalb des Verteidigungsministeriums kennenzulernen.<\/p>\n<\/div>
Verbundwerkstofftechnik in der U.S. Air Force<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>F-16 Fighting Falcon verl\u00e4sst die Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Verbundwerkstofftechnik ist ein Bereich, der jedes Jahr in immer mehr Branchen Anwendung findet. Der Wunsch, in diesem Bereich zu arbeiten, f\u00fchrte mich zur Luftwaffe und speziell zum Advanced Composites Office. Dies ist ein B\u00fcro der Luftwaffe, aber wir unterst\u00fctzen alle Organisationen des DoD. Zus\u00e4tzlich zu den Problemen in den Bereichen Design, Analyse, Technik und Reparatur von Verbundwerkstoffen bieten wir auch einw\u00f6chige Kurse f\u00fcr DoD-Organisationen und deren Mitarbeiter an. Diese Kurse umfassen eine Einf\u00fchrung in die Verbundwerkstofftechnik und einen fortgeschrittenen Technikerlehrgang. In diesen Kursen k\u00f6nnen Studenten aus dem gesamten Verteidigungsministerium praktische Erfahrungen bei der Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen sammeln.<\/p>\n<\/div>
Industrielle Expansion des 3D-Drucks<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend meiner Arbeit in verschiedenen Branchen habe ich unz\u00e4hlige Geschichten \u00fcber die additive L\u00f6sung von Prototyping-Problemen f\u00fcr Unternehmen, insbesondere f\u00fcr kleine Unternehmen, geh\u00f6rt. Im Produktionszyklus von Kleinunternehmen ist die M\u00f6glichkeit, funktionale Komponenten zu prototypisieren, bevor man die Schritte durchl\u00e4uft, die notwendig sind, um die Massenproduktion hochzufahren, entscheidend f\u00fcr den Erfolg.<\/p>\n
Mit den verschiedenen druckbaren Materialien, die heute zur Verf\u00fcgung stehen – von Metallen \u00fcber Verbundwerkstoffe bis hin zu thermoplastischen Kunststoffen, die nicht nur aus PLA bestehen -, erm\u00f6glicht der 3D-Druck Passform- und Funktionstests f\u00fcr Ingenieure und bietet das notwendige Digitalisierungsmedium, um in den fr\u00fchen Phasen der Produktentwicklung einen Business Case zu erstellen. Es ist nicht unbedingt der additive Teil, der ein Problem vollst\u00e4ndig l\u00f6st, sondern der 3D-Druck im Allgemeinen. Die Technologie des 3D-Drucks bereichert so viele entscheidende Schritte im Designprozess, dass sich Produktionsprobleme leichter l\u00f6sen lassen.<\/p>\n
Ich denke, dass die additive Fertigung im Bereich der Werkzeuge zunehmen wird: Halterungen und Scharniere, Befestigungen und Fertigungshilfen. In naher Zukunft werden wir erleben, dass der 3D-Druck den Bereich der funktionalen Endverbrauchsteile erfasst. Es begann mit PLA, das jeder in seiner Garage drucken kann. Jetzt, da Unternehmen wie Markforged in der Lage sind, Verbundwerkstoffe und Metalle zu drucken, \u00f6ffnen diese st\u00e4rkeren und n\u00fctzlicheren Materialien eine ganz neue T\u00fcr f\u00fcr die additive Fertigung.<\/p>\n
Die Qualit\u00e4t und St\u00e4rke der f\u00fcr den 3D-Druck verf\u00fcgbaren Materialien ver\u00e4ndert die wirtschaftlichen und technologischen M\u00f6glichkeiten f\u00fcr alle Arten von Unternehmen. Wenn es sich um ein Teil mit geringer St\u00fcckzahl handelt, ist der 3D-Druck jetzt billiger als die Herstellung einer Form oder die CNC-Fertigung von Teilen aus einem Block. Dies \u00f6ffnet einer Reihe neuer Branchen die T\u00fcr f\u00fcr die Einf\u00fchrung des 3D-Drucks.<\/p>\n<\/div>
Warum die Luftwaffe auf additive Verfahren umsteigt<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Wartungsarbeiten an einer C-130 auf der Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Die direkten Anwendungen f\u00fcr den 3D-Druck in der Luftwaffe und beim Milit\u00e4r nehmen ebenfalls zu. Es gibt zwei Schl\u00fcsselbereiche, die sich direkt auf die Nutzung der additiven Fertigung durch das Milit\u00e4r beziehen.<\/p>\n
1. Kleinserienfertigung:<\/strong> Bei den Flugzeugen, an denen wir arbeiten, stellen wir keine Hunderttausende von Teilen her, wie es bei einem Produktionsteil der Fall w\u00e4re. Bei Luft- und Raumfahrt und milit\u00e4rischen Anwendungen handelt es sich meist um Kleinserien, und manchmal k\u00f6nnen diese Teile je nach der verf\u00fcgbaren additiven Fertigungstechnologie auch vor Ort hergestellt werden.<\/p>\n2. Verteilte Fertigung:<\/strong> Die St\u00e4rke der additiven Fertigung liegt auch in ihren verteilten Eigenschaften. Wenn die 3D-Drucker kosteng\u00fcnstig an verschiedenen Standorten aufgestellt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen Sie, wenn etwas kaputt geht, nicht erst ein neues Teil aus der ganzen Welt herbeischaffen. Bei der additiven Fertigung ist man nicht auf eine einzige Produktionsquelle angewiesen. Mehrere Drucker an verschiedenen Standorten k\u00f6nnen Teile herstellen.<\/p>\nAufgrund dieser Faktoren sehe ich, dass die additive Fertigung im Milit\u00e4r und in der Luft- und Raumfahrt eine viel gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen wird.<\/p>\n<\/div>
Additiver Werkzeugbau f\u00fcr die Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge – MRO<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Eine Luftaufnahme von ausgemusterten Milit\u00e4rflugzeugen im Lager<\/p>\n<\/div>
Das B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe hat die Aufgabe, L\u00f6sungen f\u00fcr die Entwicklung, Analyse, Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen zu finden, insbesondere durch das Life Cycle Management Center, das sich mit der Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge befasst. Oft sind die Originalwerkzeuge f\u00fcr Flugzeuge zerst\u00f6rt oder verlegt worden, und wir k\u00f6nnen additive Verfahren einsetzen, um neue Werkzeuge f\u00fcr diese Flugzeuge herzustellen, damit sie weiterhin fliegen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Eines meiner Hauptziele ist die Entwicklung von additiven Werkzeugen, mit denen wir Verbundwerkstoffe f\u00fcr diese Flugzeuge herstellen k\u00f6nnen. Wenn wir Teile f\u00fcr ein \u00e4lteres Flugzeug herstellen, f\u00fcr das wir keine Werkzeuge oder CAD-Daten mehr haben, erstellen wir manchmal einen 3D-Scan eines vorhandenen Teils und gehen dann davon aus, um ein Modell zu erstellen, das wir dann in 3D drucken und als Werkzeug f\u00fcr dieses Teil verwenden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
Additive Fertigung f\u00fcr Verbundwerkstoff-Werkzeuge<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Collin Fisher, 533rd Commodities Maintenance Squadron, arbeitet mit einem Flugzeugteil der F-16 Fl\u00fcgelmontage<\/p>\n<\/div>
Im B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe interessieren wir uns f\u00fcr den 3D-Druck aus der Perspektive der Verbundwerkstoffe und wie er den Herstellungsprozess unterst\u00fctzen kann. Derzeit verwenden viele Unternehmen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab 3D-gedruckte Fused Deposition Modeling (FDM)-Teile f\u00fcr die Werkzeugherstellung, aber sie m\u00fcssen die Teile nach dem Druck nachbearbeiten, bevor sie f\u00fcr ein Verbundwerkstofflabor vorbereitet werden.<\/p>\n
Das bedeutet, dass eine genaue CAD-Zeichnung oder ein CAD-Modell gedruckt werden muss, das dann auf einer CNC-Maschine bearbeitet wird und dann mit einer Mischung aus Dichtungsmitteln, um es vakuumdicht zu machen, und Formtrennmitteln f\u00fcr den Verbundwerkstoffaufbau vorbereitet wird. Diesen Schritt – das Aufsetzen auf die CNC-Maschine – w\u00fcrden wir gerne abschaffen, weil er viele Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen zunichte macht.<\/p>\n
Meiner Meinung nach liegen die Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen vor allem darin, dass man schnell und einfach ein Teil erh\u00e4lt, das genau dem CAD-Entwurf entspricht. Wenn man die Form erst nachbearbeiten muss, bevor man sie f\u00fcr die Herstellung eines Verbundstoffteils verwendet, k\u00f6nnte man auch eine Art Werkzeugplatte verwenden, die viel billiger ist und sich genauso leicht bearbeiten l\u00e4sst. Wenn wir jedoch den Schritt der Nachbearbeitung eliminieren k\u00f6nnen, k\u00f6nnen wir viel Zeit und Energie sparen.<\/p>\n
Wenn wir ein 3D-gedrucktes Teil mit einer vakuumdichten Oberfl\u00e4che herstellen, ohne Nachbearbeitung, manuelles Schleifen oder irgendetwas, das die Genauigkeit der Geometrie beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnte, kann ich mir eine Welt vorstellen, in der die additive Fertigung in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr die Herstellung von Verbundwerkstoffwerkzeugen eingesetzt wird. Das ist ein wirklich wichtiger Bereich, der f\u00fcr den 3D-Druck gerade erst am Horizont auftaucht.<\/p>\n<\/div>
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<\/span><\/div>F-16 Fighting Falcon verl\u00e4sst die Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Verbundwerkstofftechnik ist ein Bereich, der jedes Jahr in immer mehr Branchen Anwendung findet. Der Wunsch, in diesem Bereich zu arbeiten, f\u00fchrte mich zur Luftwaffe und speziell zum Advanced Composites Office. Dies ist ein B\u00fcro der Luftwaffe, aber wir unterst\u00fctzen alle Organisationen des DoD. Zus\u00e4tzlich zu den Problemen in den Bereichen Design, Analyse, Technik und Reparatur von Verbundwerkstoffen bieten wir auch einw\u00f6chige Kurse f\u00fcr DoD-Organisationen und deren Mitarbeiter an. Diese Kurse umfassen eine Einf\u00fchrung in die Verbundwerkstofftechnik und einen fortgeschrittenen Technikerlehrgang. In diesen Kursen k\u00f6nnen Studenten aus dem gesamten Verteidigungsministerium praktische Erfahrungen bei der Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen sammeln.<\/p>\n<\/div>
Industrielle Expansion des 3D-Drucks<\/strong><\/h2><\/div>W\u00e4hrend meiner Arbeit in verschiedenen Branchen habe ich unz\u00e4hlige Geschichten \u00fcber die additive L\u00f6sung von Prototyping-Problemen f\u00fcr Unternehmen, insbesondere f\u00fcr kleine Unternehmen, geh\u00f6rt. Im Produktionszyklus von Kleinunternehmen ist die M\u00f6glichkeit, funktionale Komponenten zu prototypisieren, bevor man die Schritte durchl\u00e4uft, die notwendig sind, um die Massenproduktion hochzufahren, entscheidend f\u00fcr den Erfolg.<\/p>\n
Mit den verschiedenen druckbaren Materialien, die heute zur Verf\u00fcgung stehen – von Metallen \u00fcber Verbundwerkstoffe bis hin zu thermoplastischen Kunststoffen, die nicht nur aus PLA bestehen -, erm\u00f6glicht der 3D-Druck Passform- und Funktionstests f\u00fcr Ingenieure und bietet das notwendige Digitalisierungsmedium, um in den fr\u00fchen Phasen der Produktentwicklung einen Business Case zu erstellen. Es ist nicht unbedingt der additive Teil, der ein Problem vollst\u00e4ndig l\u00f6st, sondern der 3D-Druck im Allgemeinen. Die Technologie des 3D-Drucks bereichert so viele entscheidende Schritte im Designprozess, dass sich Produktionsprobleme leichter l\u00f6sen lassen.<\/p>\n
Ich denke, dass die additive Fertigung im Bereich der Werkzeuge zunehmen wird: Halterungen und Scharniere, Befestigungen und Fertigungshilfen. In naher Zukunft werden wir erleben, dass der 3D-Druck den Bereich der funktionalen Endverbrauchsteile erfasst. Es begann mit PLA, das jeder in seiner Garage drucken kann. Jetzt, da Unternehmen wie Markforged in der Lage sind, Verbundwerkstoffe und Metalle zu drucken, \u00f6ffnen diese st\u00e4rkeren und n\u00fctzlicheren Materialien eine ganz neue T\u00fcr f\u00fcr die additive Fertigung.<\/p>\n
Die Qualit\u00e4t und St\u00e4rke der f\u00fcr den 3D-Druck verf\u00fcgbaren Materialien ver\u00e4ndert die wirtschaftlichen und technologischen M\u00f6glichkeiten f\u00fcr alle Arten von Unternehmen. Wenn es sich um ein Teil mit geringer St\u00fcckzahl handelt, ist der 3D-Druck jetzt billiger als die Herstellung einer Form oder die CNC-Fertigung von Teilen aus einem Block. Dies \u00f6ffnet einer Reihe neuer Branchen die T\u00fcr f\u00fcr die Einf\u00fchrung des 3D-Drucks.<\/p>\n<\/div>
Warum die Luftwaffe auf additive Verfahren umsteigt<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Wartungsarbeiten an einer C-130 auf der Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Die direkten Anwendungen f\u00fcr den 3D-Druck in der Luftwaffe und beim Milit\u00e4r nehmen ebenfalls zu. Es gibt zwei Schl\u00fcsselbereiche, die sich direkt auf die Nutzung der additiven Fertigung durch das Milit\u00e4r beziehen.<\/p>\n
1. Kleinserienfertigung:<\/strong> Bei den Flugzeugen, an denen wir arbeiten, stellen wir keine Hunderttausende von Teilen her, wie es bei einem Produktionsteil der Fall w\u00e4re. Bei Luft- und Raumfahrt und milit\u00e4rischen Anwendungen handelt es sich meist um Kleinserien, und manchmal k\u00f6nnen diese Teile je nach der verf\u00fcgbaren additiven Fertigungstechnologie auch vor Ort hergestellt werden.<\/p>\n2. Verteilte Fertigung:<\/strong> Die St\u00e4rke der additiven Fertigung liegt auch in ihren verteilten Eigenschaften. Wenn die 3D-Drucker kosteng\u00fcnstig an verschiedenen Standorten aufgestellt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen Sie, wenn etwas kaputt geht, nicht erst ein neues Teil aus der ganzen Welt herbeischaffen. Bei der additiven Fertigung ist man nicht auf eine einzige Produktionsquelle angewiesen. Mehrere Drucker an verschiedenen Standorten k\u00f6nnen Teile herstellen.<\/p>\nAufgrund dieser Faktoren sehe ich, dass die additive Fertigung im Milit\u00e4r und in der Luft- und Raumfahrt eine viel gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen wird.<\/p>\n<\/div>
Additiver Werkzeugbau f\u00fcr die Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge – MRO<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Eine Luftaufnahme von ausgemusterten Milit\u00e4rflugzeugen im Lager<\/p>\n<\/div>
Das B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe hat die Aufgabe, L\u00f6sungen f\u00fcr die Entwicklung, Analyse, Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen zu finden, insbesondere durch das Life Cycle Management Center, das sich mit der Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge befasst. Oft sind die Originalwerkzeuge f\u00fcr Flugzeuge zerst\u00f6rt oder verlegt worden, und wir k\u00f6nnen additive Verfahren einsetzen, um neue Werkzeuge f\u00fcr diese Flugzeuge herzustellen, damit sie weiterhin fliegen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Eines meiner Hauptziele ist die Entwicklung von additiven Werkzeugen, mit denen wir Verbundwerkstoffe f\u00fcr diese Flugzeuge herstellen k\u00f6nnen. Wenn wir Teile f\u00fcr ein \u00e4lteres Flugzeug herstellen, f\u00fcr das wir keine Werkzeuge oder CAD-Daten mehr haben, erstellen wir manchmal einen 3D-Scan eines vorhandenen Teils und gehen dann davon aus, um ein Modell zu erstellen, das wir dann in 3D drucken und als Werkzeug f\u00fcr dieses Teil verwenden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
Additive Fertigung f\u00fcr Verbundwerkstoff-Werkzeuge<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Collin Fisher, 533rd Commodities Maintenance Squadron, arbeitet mit einem Flugzeugteil der F-16 Fl\u00fcgelmontage<\/p>\n<\/div>
Im B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe interessieren wir uns f\u00fcr den 3D-Druck aus der Perspektive der Verbundwerkstoffe und wie er den Herstellungsprozess unterst\u00fctzen kann. Derzeit verwenden viele Unternehmen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab 3D-gedruckte Fused Deposition Modeling (FDM)-Teile f\u00fcr die Werkzeugherstellung, aber sie m\u00fcssen die Teile nach dem Druck nachbearbeiten, bevor sie f\u00fcr ein Verbundwerkstofflabor vorbereitet werden.<\/p>\n
Das bedeutet, dass eine genaue CAD-Zeichnung oder ein CAD-Modell gedruckt werden muss, das dann auf einer CNC-Maschine bearbeitet wird und dann mit einer Mischung aus Dichtungsmitteln, um es vakuumdicht zu machen, und Formtrennmitteln f\u00fcr den Verbundwerkstoffaufbau vorbereitet wird. Diesen Schritt – das Aufsetzen auf die CNC-Maschine – w\u00fcrden wir gerne abschaffen, weil er viele Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen zunichte macht.<\/p>\n
Meiner Meinung nach liegen die Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen vor allem darin, dass man schnell und einfach ein Teil erh\u00e4lt, das genau dem CAD-Entwurf entspricht. Wenn man die Form erst nachbearbeiten muss, bevor man sie f\u00fcr die Herstellung eines Verbundstoffteils verwendet, k\u00f6nnte man auch eine Art Werkzeugplatte verwenden, die viel billiger ist und sich genauso leicht bearbeiten l\u00e4sst. Wenn wir jedoch den Schritt der Nachbearbeitung eliminieren k\u00f6nnen, k\u00f6nnen wir viel Zeit und Energie sparen.<\/p>\n
Wenn wir ein 3D-gedrucktes Teil mit einer vakuumdichten Oberfl\u00e4che herstellen, ohne Nachbearbeitung, manuelles Schleifen oder irgendetwas, das die Genauigkeit der Geometrie beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnte, kann ich mir eine Welt vorstellen, in der die additive Fertigung in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr die Herstellung von Verbundwerkstoffwerkzeugen eingesetzt wird. Das ist ein wirklich wichtiger Bereich, der f\u00fcr den 3D-Druck gerade erst am Horizont auftaucht.<\/p>\n<\/div>
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W\u00e4hrend meiner Arbeit in verschiedenen Branchen habe ich unz\u00e4hlige Geschichten \u00fcber die additive L\u00f6sung von Prototyping-Problemen f\u00fcr Unternehmen, insbesondere f\u00fcr kleine Unternehmen, geh\u00f6rt. Im Produktionszyklus von Kleinunternehmen ist die M\u00f6glichkeit, funktionale Komponenten zu prototypisieren, bevor man die Schritte durchl\u00e4uft, die notwendig sind, um die Massenproduktion hochzufahren, entscheidend f\u00fcr den Erfolg.<\/p>\n
Mit den verschiedenen druckbaren Materialien, die heute zur Verf\u00fcgung stehen – von Metallen \u00fcber Verbundwerkstoffe bis hin zu thermoplastischen Kunststoffen, die nicht nur aus PLA bestehen -, erm\u00f6glicht der 3D-Druck Passform- und Funktionstests f\u00fcr Ingenieure und bietet das notwendige Digitalisierungsmedium, um in den fr\u00fchen Phasen der Produktentwicklung einen Business Case zu erstellen. Es ist nicht unbedingt der additive Teil, der ein Problem vollst\u00e4ndig l\u00f6st, sondern der 3D-Druck im Allgemeinen. Die Technologie des 3D-Drucks bereichert so viele entscheidende Schritte im Designprozess, dass sich Produktionsprobleme leichter l\u00f6sen lassen.<\/p>\n
Ich denke, dass die additive Fertigung im Bereich der Werkzeuge zunehmen wird: Halterungen und Scharniere, Befestigungen und Fertigungshilfen. In naher Zukunft werden wir erleben, dass der 3D-Druck den Bereich der funktionalen Endverbrauchsteile erfasst. Es begann mit PLA, das jeder in seiner Garage drucken kann. Jetzt, da Unternehmen wie Markforged in der Lage sind, Verbundwerkstoffe und Metalle zu drucken, \u00f6ffnen diese st\u00e4rkeren und n\u00fctzlicheren Materialien eine ganz neue T\u00fcr f\u00fcr die additive Fertigung.<\/p>\n
Die Qualit\u00e4t und St\u00e4rke der f\u00fcr den 3D-Druck verf\u00fcgbaren Materialien ver\u00e4ndert die wirtschaftlichen und technologischen M\u00f6glichkeiten f\u00fcr alle Arten von Unternehmen. Wenn es sich um ein Teil mit geringer St\u00fcckzahl handelt, ist der 3D-Druck jetzt billiger als die Herstellung einer Form oder die CNC-Fertigung von Teilen aus einem Block. Dies \u00f6ffnet einer Reihe neuer Branchen die T\u00fcr f\u00fcr die Einf\u00fchrung des 3D-Drucks.<\/p>\n<\/div>
Warum die Luftwaffe auf additive Verfahren umsteigt<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Wartungsarbeiten an einer C-130 auf der Hill Air Force Base<\/p>\n<\/div>
Die direkten Anwendungen f\u00fcr den 3D-Druck in der Luftwaffe und beim Milit\u00e4r nehmen ebenfalls zu. Es gibt zwei Schl\u00fcsselbereiche, die sich direkt auf die Nutzung der additiven Fertigung durch das Milit\u00e4r beziehen.<\/p>\n
1. Kleinserienfertigung:<\/strong> Bei den Flugzeugen, an denen wir arbeiten, stellen wir keine Hunderttausende von Teilen her, wie es bei einem Produktionsteil der Fall w\u00e4re. Bei Luft- und Raumfahrt und milit\u00e4rischen Anwendungen handelt es sich meist um Kleinserien, und manchmal k\u00f6nnen diese Teile je nach der verf\u00fcgbaren additiven Fertigungstechnologie auch vor Ort hergestellt werden.<\/p>\n2. Verteilte Fertigung:<\/strong> Die St\u00e4rke der additiven Fertigung liegt auch in ihren verteilten Eigenschaften. Wenn die 3D-Drucker kosteng\u00fcnstig an verschiedenen Standorten aufgestellt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen Sie, wenn etwas kaputt geht, nicht erst ein neues Teil aus der ganzen Welt herbeischaffen. Bei der additiven Fertigung ist man nicht auf eine einzige Produktionsquelle angewiesen. Mehrere Drucker an verschiedenen Standorten k\u00f6nnen Teile herstellen.<\/p>\nAufgrund dieser Faktoren sehe ich, dass die additive Fertigung im Milit\u00e4r und in der Luft- und Raumfahrt eine viel gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen wird.<\/p>\n<\/div>
Additiver Werkzeugbau f\u00fcr die Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge – MRO<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Eine Luftaufnahme von ausgemusterten Milit\u00e4rflugzeugen im Lager<\/p>\n<\/div>
Das B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe hat die Aufgabe, L\u00f6sungen f\u00fcr die Entwicklung, Analyse, Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen zu finden, insbesondere durch das Life Cycle Management Center, das sich mit der Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge befasst. Oft sind die Originalwerkzeuge f\u00fcr Flugzeuge zerst\u00f6rt oder verlegt worden, und wir k\u00f6nnen additive Verfahren einsetzen, um neue Werkzeuge f\u00fcr diese Flugzeuge herzustellen, damit sie weiterhin fliegen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Eines meiner Hauptziele ist die Entwicklung von additiven Werkzeugen, mit denen wir Verbundwerkstoffe f\u00fcr diese Flugzeuge herstellen k\u00f6nnen. Wenn wir Teile f\u00fcr ein \u00e4lteres Flugzeug herstellen, f\u00fcr das wir keine Werkzeuge oder CAD-Daten mehr haben, erstellen wir manchmal einen 3D-Scan eines vorhandenen Teils und gehen dann davon aus, um ein Modell zu erstellen, das wir dann in 3D drucken und als Werkzeug f\u00fcr dieses Teil verwenden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>
Additive Fertigung f\u00fcr Verbundwerkstoff-Werkzeuge<\/strong><\/h2><\/div><\/span><\/div>Collin Fisher, 533rd Commodities Maintenance Squadron, arbeitet mit einem Flugzeugteil der F-16 Fl\u00fcgelmontage<\/p>\n<\/div>
Im B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe interessieren wir uns f\u00fcr den 3D-Druck aus der Perspektive der Verbundwerkstoffe und wie er den Herstellungsprozess unterst\u00fctzen kann. Derzeit verwenden viele Unternehmen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab 3D-gedruckte Fused Deposition Modeling (FDM)-Teile f\u00fcr die Werkzeugherstellung, aber sie m\u00fcssen die Teile nach dem Druck nachbearbeiten, bevor sie f\u00fcr ein Verbundwerkstofflabor vorbereitet werden.<\/p>\n
Das bedeutet, dass eine genaue CAD-Zeichnung oder ein CAD-Modell gedruckt werden muss, das dann auf einer CNC-Maschine bearbeitet wird und dann mit einer Mischung aus Dichtungsmitteln, um es vakuumdicht zu machen, und Formtrennmitteln f\u00fcr den Verbundwerkstoffaufbau vorbereitet wird. Diesen Schritt – das Aufsetzen auf die CNC-Maschine – w\u00fcrden wir gerne abschaffen, weil er viele Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen zunichte macht.<\/p>\n
Meiner Meinung nach liegen die Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen vor allem darin, dass man schnell und einfach ein Teil erh\u00e4lt, das genau dem CAD-Entwurf entspricht. Wenn man die Form erst nachbearbeiten muss, bevor man sie f\u00fcr die Herstellung eines Verbundstoffteils verwendet, k\u00f6nnte man auch eine Art Werkzeugplatte verwenden, die viel billiger ist und sich genauso leicht bearbeiten l\u00e4sst. Wenn wir jedoch den Schritt der Nachbearbeitung eliminieren k\u00f6nnen, k\u00f6nnen wir viel Zeit und Energie sparen.<\/p>\n
Wenn wir ein 3D-gedrucktes Teil mit einer vakuumdichten Oberfl\u00e4che herstellen, ohne Nachbearbeitung, manuelles Schleifen oder irgendetwas, das die Genauigkeit der Geometrie beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnte, kann ich mir eine Welt vorstellen, in der die additive Fertigung in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr die Herstellung von Verbundwerkstoffwerkzeugen eingesetzt wird. Das ist ein wirklich wichtiger Bereich, der f\u00fcr den 3D-Druck gerade erst am Horizont auftaucht.<\/p>\n<\/div>
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Die direkten Anwendungen f\u00fcr den 3D-Druck in der Luftwaffe und beim Milit\u00e4r nehmen ebenfalls zu. Es gibt zwei Schl\u00fcsselbereiche, die sich direkt auf die Nutzung der additiven Fertigung durch das Milit\u00e4r beziehen.<\/p>\n
1. Kleinserienfertigung:<\/strong> Bei den Flugzeugen, an denen wir arbeiten, stellen wir keine Hunderttausende von Teilen her, wie es bei einem Produktionsteil der Fall w\u00e4re. Bei Luft- und Raumfahrt und milit\u00e4rischen Anwendungen handelt es sich meist um Kleinserien, und manchmal k\u00f6nnen diese Teile je nach der verf\u00fcgbaren additiven Fertigungstechnologie auch vor Ort hergestellt werden.<\/p>\n 2. Verteilte Fertigung:<\/strong> Die St\u00e4rke der additiven Fertigung liegt auch in ihren verteilten Eigenschaften. Wenn die 3D-Drucker kosteng\u00fcnstig an verschiedenen Standorten aufgestellt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen Sie, wenn etwas kaputt geht, nicht erst ein neues Teil aus der ganzen Welt herbeischaffen. Bei der additiven Fertigung ist man nicht auf eine einzige Produktionsquelle angewiesen. Mehrere Drucker an verschiedenen Standorten k\u00f6nnen Teile herstellen.<\/p>\n Aufgrund dieser Faktoren sehe ich, dass die additive Fertigung im Milit\u00e4r und in der Luft- und Raumfahrt eine viel gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen wird.<\/p>\n<\/div> Eine Luftaufnahme von ausgemusterten Milit\u00e4rflugzeugen im Lager<\/p>\n<\/div> Das B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe hat die Aufgabe, L\u00f6sungen f\u00fcr die Entwicklung, Analyse, Konstruktion und Reparatur von Verbundwerkstoffen zu finden, insbesondere durch das Life Cycle Management Center, das sich mit der Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge befasst. Oft sind die Originalwerkzeuge f\u00fcr Flugzeuge zerst\u00f6rt oder verlegt worden, und wir k\u00f6nnen additive Verfahren einsetzen, um neue Werkzeuge f\u00fcr diese Flugzeuge herzustellen, damit sie weiterhin fliegen k\u00f6nnen.<\/p>\n Eines meiner Hauptziele ist die Entwicklung von additiven Werkzeugen, mit denen wir Verbundwerkstoffe f\u00fcr diese Flugzeuge herstellen k\u00f6nnen. Wenn wir Teile f\u00fcr ein \u00e4lteres Flugzeug herstellen, f\u00fcr das wir keine Werkzeuge oder CAD-Daten mehr haben, erstellen wir manchmal einen 3D-Scan eines vorhandenen Teils und gehen dann davon aus, um ein Modell zu erstellen, das wir dann in 3D drucken und als Werkzeug f\u00fcr dieses Teil verwenden k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div> Collin Fisher, 533rd Commodities Maintenance Squadron, arbeitet mit einem Flugzeugteil der F-16 Fl\u00fcgelmontage<\/p>\n<\/div> Im B\u00fcro f\u00fcr fortschrittliche Verbundwerkstoffe interessieren wir uns f\u00fcr den 3D-Druck aus der Perspektive der Verbundwerkstoffe und wie er den Herstellungsprozess unterst\u00fctzen kann. Derzeit verwenden viele Unternehmen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab 3D-gedruckte Fused Deposition Modeling (FDM)-Teile f\u00fcr die Werkzeugherstellung, aber sie m\u00fcssen die Teile nach dem Druck nachbearbeiten, bevor sie f\u00fcr ein Verbundwerkstofflabor vorbereitet werden.<\/p>\n Das bedeutet, dass eine genaue CAD-Zeichnung oder ein CAD-Modell gedruckt werden muss, das dann auf einer CNC-Maschine bearbeitet wird und dann mit einer Mischung aus Dichtungsmitteln, um es vakuumdicht zu machen, und Formtrennmitteln f\u00fcr den Verbundwerkstoffaufbau vorbereitet wird. Diesen Schritt – das Aufsetzen auf die CNC-Maschine – w\u00fcrden wir gerne abschaffen, weil er viele Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen zunichte macht.<\/p>\n Meiner Meinung nach liegen die Vorteile der additiven Fertigung von Werkzeugen vor allem darin, dass man schnell und einfach ein Teil erh\u00e4lt, das genau dem CAD-Entwurf entspricht. Wenn man die Form erst nachbearbeiten muss, bevor man sie f\u00fcr die Herstellung eines Verbundstoffteils verwendet, k\u00f6nnte man auch eine Art Werkzeugplatte verwenden, die viel billiger ist und sich genauso leicht bearbeiten l\u00e4sst. Wenn wir jedoch den Schritt der Nachbearbeitung eliminieren k\u00f6nnen, k\u00f6nnen wir viel Zeit und Energie sparen.<\/p>\n Wenn wir ein 3D-gedrucktes Teil mit einer vakuumdichten Oberfl\u00e4che herstellen, ohne Nachbearbeitung, manuelles Schleifen oder irgendetwas, das die Genauigkeit der Geometrie beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnte, kann ich mir eine Welt vorstellen, in der die additive Fertigung in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr die Herstellung von Verbundwerkstoffwerkzeugen eingesetzt wird. Das ist ein wirklich wichtiger Bereich, der f\u00fcr den 3D-Druck gerade erst am Horizont auftaucht.<\/p>\n<\/div>Additiver Werkzeugbau f\u00fcr die Reparatur \u00e4lterer Flugzeuge – MRO<\/strong><\/h2><\/div>
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