Laut Dan Campbell von Aurora Flight Sciences ist die neue Drohne die vermutlich größte, schnellste und aufwendigste, jemals im 3D-Druck gefertigte Drohne. (Bild: Stratasys)
In die Konstruktion und die Fertigung floss sowohl die Fachkompetenz von Aurora Flight Sciences als auch des 3D-Druck-Spezialisten Stratasys. Die Drohne besitzt eine Spannweite von drei Metern und wiegt lediglich 15 Kilogramm. 80 Prozent der gesamten Drohne wurden im 3D-Druckverfahren hergestellt.
Laut Dan Campbell, Luftfahrtentwicklungs-ingenieur bei Aurora Flight Sciences, wurden bei dem Projekt verschiedene Ziele erreicht. „Ein vorrangiges Ziel für uns bestand darin, der Luft- und Raumfahrtindustrie zu zeigen, wie schnell es von der Planung über den Bau bis zum Einsatz eines 3D-gedruckten düsengetriebenen Luftfahrzeugs gehen kann. Unserer Kenntnis nach ist dies die größte, schnellste und aufwendigste, jemals im 3D-Druck gefertigte Drohne”.
„Die Drohne ist ein perfektes Beispiel für das einmalige Potenzial, das sich mit der additiven Fertigung für die Luft- und Raumfahrt bietet”, sagt Scott Sevcik, Aerospace & Defense Senior Business Development Manager, Vertical Solutions bei Stratasys. „Um die Vorteile der additiven Fertigung optimal zu nutzen und sowohl leichte als auch leistungsfähige Strukturbauteile im 3D-Druck zu fertigen, wurden verschiedene 3D-Druckmaterialien und -verfahren miteinander kombiniert.”
Mit den additiven Fertigungslösungen von Stratasys konnte Aurora die Konstruktion optimieren, so dass eine steife und leichte Struktur ohne die allgemeinen Einschränkungen herkömmlicher Fertigungsverfahren entstand. Sie ermöglichten auch die kostengünstige Entwicklung eines individuellen – beziehungsweise einsatzbezogenen Fahrzeugs –, ohne die mit der Fertigung einer Kleinserie verbundenen Kostenzwänge hinnehmen zu müssen.
Schneller mit 3D-Drucklösung
„Mit der 3D-Drucktechnologie von Stratasys werden auch schnelle Konstruktionsänderungen möglich, was zu deutlich verkürzten Zeiten vom ursprünglichen Konzept bis zum ersten erfolgreichen Flug führte”, fügt Campbell hinzu. „Alles in allem konnten wir dank dieser Technologie die Konstruktions- und Bauzeit des Luftfahrzeugs um die Hälfte verkürzen”.
Laut Sevcik veranschaulicht das Projekt das Potenzial der Fused Deposition Modeling-Technologie (FDM), dem Flaggschiff der von Stratasys angebotenen 3D-Druckverfahren.
„Die Aurora-Drohne ist der klare Beleg dafür, dass mit der FDM-Technologie eine vollständig geschlossene Hohlraumstruktur gefertigt werden kann, mit der es im Gegensatz zu anderen Herstellungsverfahren möglich ist, große – aber dennoch weniger dichte – Objekte herzustellen”, erläutert er.
„Neben der Verwendung von FDM-Materialien für alle großen und bautechnischen Elemente nutzten wir auch die verschiedenen Produktionsmöglichkeiten von Stratasys Direct Manufacturing, um Komponenten herzustellen, die sich besser für andere Technologien eignen. Wir entschieden uns beim Nylontreibstofftank für das Lasersintern, und unsere Ausstromdüse mit Schubvektorsteuerung wurde im 3D-Druck aus Metall gefertigt, um der extremen Hitze an der Triebwerksdüse standzuhalten zu können“, fügt Sevcik hinzu.
„Da Stratasys Teile fertigen kann, die die die von der US-Luftfahrtbehörde FAA festgelegten Brand-, Rauch- und Toxizitätsanforderungen erfüllen, fällt die Wahl bei vielen Kunden aus der Luft- und Raumfahrtindustrie für ihre Endproduktanwendungen auf ULTEM als bevorzugtes 3D-Druckmaterial”, fährt er fort. Für Sevcik wird bei diesem besonderen Projekt mit Aurora eines der wichtigsten Gesamtziele von Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie und anderen Branchen erreicht, nämlich die stetige Reduzierung von Gewicht.
„Ob in der Luft, an Wasser oder Land, leichte Fahrzeuge verbrauchen weniger Kraftstoff. Dies ermöglicht Unternehmen, sowohl die Betriebskosten als auch die Umweltbelastungen zu senken. Darüber hinaus dürften die Anschaffungskosten sinken, da ausschließlich das für die Fertigung benötigte Material verwendet wird und damit Abfälle vermieden und Kosten für Recycling gesenkt werden”, sagt er abschließend.
