Additive Herstellung weiter perfektionieren:
Perfekte Teile für den Weltraum
Die Additive Fertigung (der 3D-Druck) ist nicht mehr wegzudenken. Immer neue Anwendungen zeigen, dass diese Art der schichtweisen Herstellung von Teilen - auch Metallteilen - einsatzbereit ist - mittlerweile auch für Einsätze im Weltraum. Um hier noch weiter zu kommen, hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) Siemens und den belgischen Spezialisten für Luft- und Raumfahrt Sonaca beauftragt, neue Anwendungen zu entwickeln.
Die ESA hat Siemens Digital Industrie-Software damit beauftragt, Applikationen für die Konstruktion von Teilen in der Luft- und Raumfahrt zu entwickeln, die in additiver Fertigung aus Metall hergestellt werden. Diese Applikationen profitieren von Siemens durchgängiger Softwarelösung für die industrielle additive Fertigung. Die Lösung umfasst:
• generatives Engineering
• Technologie-Optimierung
• prädiktive Analytik
• Prozesssimulation
• Bauvorbereitung
• Produktionsabwicklung
Zusammenarbeit mit belgischen Luft- und Raumfahrtspezialisten
Das Design4AM-Projekt basiert auf der engen Zusammenarbeit zwischen Siemens und Sonaca, dem Spezialisten für Luft- und Raumfahrtkonstruktionen, mit finanzieller Unterstützung der ESA und des Belgian Federal Science Policy Office (Belspo). Design4AM schafft einen validierten Prozess für die Verwendung der umfassenden additiven Fertigungssoftware von Siemens, um optimierte, leichtgewichtige Strukturbauteile für Raumfahrtanwendungen zu konstruieren. Dazu zählen Armaturen ((strukturell mit CFK-Platten verbunden). Halterungen und Bipods für verbesserte Leistung und Kosten.
 Spezialisten der SonacaSpace GmbH arbeiten u. a. auch in Berlin Adlershof.
"Die Partnerschaft zwischen Siemens und Sonaca kombiniert die Leistungsfähigkeit einer führenden Softwarelösung für die additive Fertigung mit der Expertise eines führenden Luft- und Raumfahrtherstellers", so Pedro Romero Fernandez, Sonaca General Manager Space BU. "Mit unserem umfassenden Wissen über Luft- und Raumfahrt und den Softwaretechnologien von Siemens - wie generative Konstruktion, automatisierte Topologie-Optimierung und Simulation von Prozessen in der additiven Fertigung - werden Ingenieure in der Lage sein, hunderte von Konstruktionsoptionen in einem Bruchteil der üblichen Zeit zu erforschen. Im Anschluss können sie diese virtuell gegen eine Vielzahl von physikalischen Bedingungen testen. So finden sie die beste Konstruktionslösung für ihre Leistungsanforderungen, und der 3D-Druck ist bereits beim ersten Mal korrekt", so der Manager.
AM breit für den Weltraum
Additive Fertigung ist ein wichtiges Werkzeug für die Raumfahrtindustrie. Sie erfüllt strukturelle und multidisziplinäre Anforderungen für Raumfahrtanwendungen bei einem deutlich geringeren Gewicht als Strukturen, die mit traditionellen Fertigungsmethoden hergestellt werden. Das Gewicht ist ein besonders kritischer Aspekt für Raumfahrtanwendungen. Laut Branchenberichten entspricht ein Pfund Nutzlast den Startkosten von 10.000 US-Dollar. Additive Fertigungstechniken können dazu beitragen, nahezu jede Art von komplexer Struktur in Trägerraketen, Antrieben, Satelliten und verschiedenen Raumfahrzeugkomponenten leichter zu machen.
Design4AM nutzt die Siemens Digital Innovation Plattform und Sonacas Erfahrung in Raumfahrtanwendungen, Fertigungseigenschaften, im Umgang mit Materialien, bei Tests und numerischen Methoden zur Validierung der Prozesskette. Die Software-Lösungen NX und Simcenter von Siemens ermöglichen es Ingenieuren, eine Vielzahl von Konstruktionskonzepten in einem automatisierten Closed-Loop-Prozess zu untersuchen, der die Anforderungen an die technische Leistungsfähigkeit, den Herstellungsprozess und die Betriebskosten berücksichtigt. Diese Lösungen können Fertigungseinschränkungen wie thermo-mechanische Bauteilverformung, die Bauteilorientierung in der Baukammer oder die Gestaltung von Stützstrukturen berücksichtigen. Die integrierte Softwareumgebung verkürzt den Prozess der Bauteilkonzeption und -optimierung und ermöglicht die Herstellung leistungsstarker Strukturen.
"Additive Fertigung hilft der ESA, Prozesse zu optimieren und so optimale Leistung bei reduzierten Kosten zu erzielen. Im Vergleich dazu erfordern traditionelle Fertigungsmethoden mehrere Bearbeitungsschritte und Werkzeuge, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten", so Didier Granville, RTD-Projektmanager bei Siemens in Lüttich. "Gemeinsam mit Sonaca helfen wir der ESA, die Vorteile der additiven Fertigung zu nutzen, um hochbelastbare Strukturen zu produzieren, die den extremen Kräften beim Start von Weltraumsatelliten standhalten."
 Durch AM hergestellte Metallteile sollen noch viel
breiter als derzeit bei Weltraumfahrzeugen eingesetzt werden.
Siemens Digital Industries (DI) ist ein Innovationsführer in der Automatisierung und Digitalisierung. In enger Zusammenarbeit mit Partnern und Kunden treibt DI die digitale Transformation in der Prozess- und Fertigungsindustrie voran. Mit dem Digital-Enterprise-Portfolio bietet Siemens Unternehmen jeder Größe durchgängige Produkte, Lösungen und Services für die Integration und Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette. Optimiert für die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Branchen ermöglicht das einmalige Portfolio Kunden, ihre Produktivität und Flexibilität zu erhöhen. DI erweitert sein Portfolio fortlaufend durch Innovationen und die Integration von Zukunftstechnologien. Siemens Digital Industries hat seinen Sitz in Nürnberg und beschäftigt weltweit rund 75.000 Mitarbeiter.
Hinweis
Das Design4AM-Projekt wird im Rahmen des General Support Technology Programmes (GSTP) der Europäischen Weltraumorganisation durchgeführt und von dieser finanziert. Die hier geäußerte Ansicht kann in keiner Weise als Ausdruck der offiziellen Stellungnahme der Europäischen Weltraumorganisation verstanden werden.
https://new.siemens.com/global/en.html
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