Next-Generation Aluminium-3D-Druck für Luft- und Raumfahrt sowie Automobilanwendungen

Aluminiumlegierungen für den 3D-Druck

Häufig verwendete Legierungen

Vorteile für die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie die Automobilindustrie

Leistungsvorteile

• Bis zu 60 % Gewichtsreduzierung durch Topologieoptimierung

• Interne Gitter- oder Kanalstrukturen für verbesserten Wärmeübergang und reduzierte Masse

• Funktional integrierte Bauteile, die Montageschritte und Befestigungselemente reduzieren

• Ausgezeichnete spezifische Festigkeit (UTS > 400 MPa für AlSi10Mg)

• Korrosionsbeständig und thermisch stabil bis 250 °C

Prozessfähigkeiten: Selektives Laserschmelzen (SLM)

Präzision und Wiederholgenauigkeit

Mit dem SLM-3D-Druck erzielen wir dichte Aluminiumkomponenten mit hoher Integrität, die ideal für missionskritische Systeme sind.

Schlüsselparameter:

• Bauraumgröße: bis zu 300 × 300 × 400 mm

• Laserleistung: 400–500 W

• Minimale Merkmalsgröße: 0,6 mm

• Genauigkeit: ±0,1 mm

• Oberflächenrauheit (wie gebaut): Ra 8–15 μm

• Dichte: ≥99,8 % mit optimaler Scanstrategie

Nachbearbeitung und Verbesserung

Standard- und fortschrittliche Techniken

• Spannungsarmglühen: 300–320 °C für 2–3 Stunden

• HIP: Optional für ermüdungskritische Teile

• CNC-Bearbeitung: Für präzise Passflächen oder Schnittstellen

• Eloxieren: Verbessert die Korrosionsbeständigkeit und elektrische Isolierung

• Oberflächenveredelung: Umfasst Strahlen, Polieren oder chemische Reinigung

Fallstudie: UAV-taugliche Aluminium-Avionik-Halterung

Projektübersicht

Ein Entwickler von Luft- und Raumfahrtdrohnen benötigte eine leichte, vibrationsfeste Avionik-Halterung zur Integration in eine Hoch-G-Langzeitflugplattform. Die Zieltoleranzen lagen bei ±0,05 mm mit strengen Anforderungen an Gewicht und Vibration.

Zusammenfassung des Arbeitsablaufs

1. Designphase: CAD + CAE wurden verwendet, um die Masse durch Gitterfüllung um 45 % zu reduzieren

2. SLM-Druck: AlSi10Mg, 50 μm Schichten, gesamte Druckzeit 14 Stunden

3. Nachbearbeitung: Spannungsarmglühen + Bearbeitung, finale Ra ≤ 0,8 μm an den Halterungsflächen

4. Veredelung: Eloxierte Oberfläche für EMV-Abschirmung und Korrosionsbeständigkeit

5. Validierung: KMG-Inspektion, Modal Frequenztest, Röntgen-ZfP

Ergebnisse und Leistung

• 47 % leichter als traditionell gefrästes Vollmaterialteil

• Bestanden 12G-Vibrationstests ohne Resonanz oder Materialermüdung

• Einhaltung der Maßgenauigkeit innerhalb von ±0,03 mm über alle Montageschnittstellen

• Lieferung vom Druck bis zur Fertigstellung in 5 Werktagen

Branchenanwendungen

Luft- und Raumfahrt

• UAV-Komponenten

• Satellitenhalterungen

• Wärmetauscher

• Gehäuse für Antennen und Nutzlasten

Automobil

• Batteriekühlstrukturen

• Leichtbau-Fahrwerksteile

• Individuelle Halterungen und Gehäuse

• Komponenten für Turbo-Luft- und Fluidführung

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

1. Welche mechanischen Eigenschaften hat 3D-gedrucktes Aluminium im Vergleich zu Gusssaluminium?

2. Wie geeignet ist der Aluminium-3D-Druck für Anwendungen zur Kühlung von EV-Batterien?

3. Können komplexe Baugruppen in einem einzigen 3D-gedruckten Aluminiumbauteil konsolidiert werden?

4. Welche Oberflächenveredelungsoptionen sind für gedruckte Aluminiumteile verfügbar?

5. Welche Dateiformate akzeptieren Sie für Einreichungen von Aluminiumteil-Designs?