Airbus heeft een belangrijke mijlpaal bereikt in de industrialisatie van additive manufacturing. De vliegtuigbouwer is onlangs gestart met de seriële integratie van omvangrijke, met titanium draad geprinte onderdelen (wire-DED) in de A350.
Het gaat specifiek om cruciale componenten voor de omlijsting van de vrachtdeur (Cargo Door Surround), een stap die de weg vrijmaakt voor een nieuwe generatie ‘Designed for DED’ vliegtuigen.
Wire-DED rekent af met buy-to-fly ratio van soms wel 80%
Structurele onderdelen tot 7 meter lengte
Terwijl 3D-printen in de luchtvaart de afgelopen tien jaar vooral gericht was op kleine, complexe onderdelen via poederbedtechnologie (PBF), verschuift de focus nu naar het “grovere” maar uiterst efficiënte Wire Directed Energy Deposition (W-DED). Waar poederbedmachines vaak beperkt zijn tot volumes van minder dan een meter, stelt de draadgebaseerde techniek Airbus in staat om structurele onderdelen tot wel zeven meter lang te produceren.
Waarom Wire-DED de luchtvaartindustrie transformeert
Voorheen werden grote titanium onderdelen voor de A350 uit massieve blokken of zware smeedstukken gefreesd. Dit leidde tot een ongunstige ‘buy-to-fly’ ratio, waarbij soms wel 80% van het dure titanium eindigde als spanen in de prullenbak. W-DED rekent hier rigoureus mee af.
- Materiaalefficiëntie: Door titaniumdraad laag voor laag te versmelten met een plasma- of laserbron, wordt het onderdeel in een ‘near-net-shape’ vorm geprint. Er is aanzienlijk minder restafval, wat direct kosten bespaart.
- Hogere Productiesnelheid: In plaats van grammen per uur, kan Wire-DED meerdere kilogrammen per uur deponeren. Dit is cruciaal voor het bijhouden van de hoge productietempo’s van de A350-lijn.
- Geen Grote Matrijzen Nodig: Traditioneel smeden vereist dure en tijdrovende mallen. W-DED werkt direct vanuit een digitaal 3D-model, wat de doorlooptijd (lead time) voor nieuwe designs drastisch verkort.
Van near-net-shape naar montage
De onderdelen die momenteel in de A350 worden geplaatst, zijn vervaardigd met plasma-draad DED. Na het printproces ondergaan de onderdelen een ultrasone inspectie door specialisten van Testia om de structurele integriteit te waarborgen. Vervolgens worden ze in de Airbus-fabrieken nauwkeurig nagefreesd om de exacte toleranties te bereiken.”Deze onderdelen zijn functioneel en geometrisch identiek aan hun gesmede tegenhangers, maar leveren directe kostenbesparingen en een kortere supply chain op,” aldus Airbus in een recente verklaring.
De toekomst: ‘Designed for DED’
De ambitie van Airbus reikt verder dan het simpelweg kopiëren van bestaande onderdelen. De volgende fase is ‘Designed for DED’: het herontwerpen van vliegtuigstructuren waarbij meerdere losse onderdelen worden samengevoegd tot één complex, geprint geheel. Dit vermindert het aantal verbindingen (zoals klinknagels en bouten) en verlaagt het totale gewicht van het toestel. In de nabije toekomst verwacht Airbus de technologie ook in te zetten voor kritischere toepassingen, zoals onderdelen voor de vleugels en het landingsgestel.
