Projekt "Thor" Der Airbus aus dem 3D-Drucker

Platz für Passagiere hat der erste Airbus aus dem 3D-Drucker noch nicht. Antriebe und Fernsteuerung wurden auch noch konventionell gefertigt. Doch zeigt der Druck, vor welch radikalem Wandel die Luftfahrtbranche steht.

Airbus-Testflieger "Thor" auf der ILA in Berlin
SPIEGEL ONLINE

Airbus-Testflieger "Thor" auf der ILA in Berlin

Von


Der direkte Größenvergleich ist für den Neuling noch nicht besonders schmeichelhaft. Rund 67 Meter war der Airbus A350 lang, der auf der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung (ILA) in Berlin zu sehen war. Die Spannweite des in Carbonoptik lackierten Jets lag bei rund 65 Metern. Dagegen kam das cremefarbene Ding, das Airbus-Ingenieur Detlef Konigorski in einem Pavillon zu Füßen des Langstrecken-Großraumflugzeugs stolz präsentierte, nicht ansatzweise an. Es kam gerade mal auf 3,5, Meter Länge und 3,7 Meter Spannweite.

Und doch ließ sich an "Thor", so heißt der kleine unbemannte Flieger, womöglich die Zukunft des Flugzeugbaus besichtigen. Das liegt daran, dass "Thor" - eigentlich eine Abkürzung des Projektnamens "Testing High-Tech Objectives in Reality" - bis auf Antriebe und Fernsteuerung komplett im 3D-Drucker entstanden ist. "Wir sind die Vorläufer für das, was später auch für große Flugzeuge angewandt werden kann", sagte Konigorski.

Der A350 landet auf der ILA
DPA

Der A350 landet auf der ILA

Das Thema 3D-Druck beschäftigt die Hersteller von Flugzeugen und Triebwerken seit einiger Zeit. Die Idee: So lassen sich stabilere und gleichzeitig leichtere Bauteile herstellen. Gewichtsreduktion wiederum lässt sich quasi eins zu eins in Treibstoffeinsparung umrechnen. Doch bisher werden nur Einzelkomponenten auf diese Weise gefertigt. Boeing etwa setzt für den Riesenjet 777 auf Kraftstoffdüsen, Turbinenblätter und Sensoren aus dem Drucker. Für den A350 gibt es 1000 3D-gedruckte Teile. Doch dass man auch ein ganzes Flugzeug so herstellen kann, ist nach Angaben von Airbus neu.

Wände teils nur 0,1 Millimeter dick

Klar, das Ganze ist natürlich auch ein bisschen Definitionssache. Forscher vom Advanced Manufacturing Research Centre der Universität im britischen Sheffield haben in Zusammenarbeit mit Boeing bereits einen schicken Nurflügler aus dem 3D-Drucker vorgestellt. Der kann mit seinen 1,5 Metern Spannweite jedoch nicht aus eigener Kraft starten, sondern braucht eine Art Katapult. Ähnlich verhält es sich mit einer Drohne, die von der University of Virginia im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums entwickelt wurde.

Fotostrecke

10  Bilder
Zukunft der Luftfahrt: Schöner fliegen

Und ein kleiner, unbemannter Flieger, den Druckerhersteller Stratasys im vergangenen Jahr auf der Dubai Airshow vorgestellt habe, benötige Karbonteile an seinen Flügeln, die nicht gedruckt werden könnten, so Konigorski. Wobei "Thor" mit seinen beiden Elektromotoren, den Propellern, dem Fahrwerk und der Steuerelektronik auch über Teile verfügt, die nicht aus dem Drucker kommen.

Doch egal, ob Erster, Zweiter oder Dritter seiner Art - faszinierend ist "Thor" allemal. Das Flugzeug besteht aus rund 60 Einzelteilen. Sie alle sind innerhalb von sieben Wochen im Laserzentrum Nord in Hamburg aus pulverförmigem Polyamid-Kunststoff entstanden. Der wurde mithilfe eines Laserstrahls zunächst geschmolzen und dann Schicht für Schicht zu der endgültigen Form aufgebaut. Selektives Lasersintern heißt das Verfahren. "Die größte Herausforderung war es, die Tragflächen zu drucken, die leicht und stabil zugleich sein mussten", sagt Konigorski.

"Thor" soll in Zukunft auch aus Metall gebaut werden
AFP

"Thor" soll in Zukunft auch aus Metall gebaut werden

In den unterschiedlichen Segmenten des Flugzeugs werden jeweils verschiedene Konstruktionsprinzipien getestet. So hat man bei einem Teil des Rumpfs die Hülle und die darunterliegende Stützkonstruktion ("Iso-Grid") zusammen gedruckt. In einem anderen Teil entstanden sie in zwei getrennten Arbeitsschritten und wurden anschließend verklebt. Die Wanddicken liegen zwischen 0,1 und 0,7 Millimeter. Trotzdem wirkt "Thor", wenn man ihn anfasst, überraschend robust.

Warnung vor porösen Teilen

Seinen Testflug absolvierte der Mini-Airbus im vergangenen Jahr in aller Stille auf einem Sportflugplatz in Stade - bei Sturm und Seitenwind, wie Konigorski und sein Kollege Gunnar Haase stolz verkünden. Dieses Jahr soll es insgesamt 18 Testflüge geben. Kommende Versionen des Fliegers sollen autonom unterwegs sein können, also ohne Fernsteuerung. Ende des Jahres soll es soweit sein.

Bei Airbus sieht man "Thor" vor allem als Testumgebung für verschiedene Lösungen, an denen man im ganzen Konzern arbeitet. So kommt die Steuerungstechnik für das unbemannte Fliegen von der Weltraum- und Militärtechniksparte. Die Flugzeugbauer wiederum sollen sich an zukünftigen Versionen so richtig austoben können. So seien zum Beispiel auch Flügel mit einer sogenannten negativen Pfeilung denkbar, sagen Haase und Konigorski.

Das heißt, man dreht die Flügel sozusagen um. Strömungstechnisch kann das sehr günstig sein, weswegen Flugzeugingenieure schon seit Langem über das Verfahren nachdenken. Doch praktisch eingesetzt wurde es - bis auf wenige, exotische Ausnahmen - bisher nicht. Einen großen Jet mit negativer Pfeilung wird Airbus auch in der nächsten Zeit kaum bauen. Zu groß ist das Risiko, mit gewagten technischen Entwicklungen milliardenschwer auf die Nase zu fallen.

Stattdessen optimiert die Firma lieber bestehende Klassiker wie den A320. Zum Experimentieren hat man jetzt immerhin "Thor", dessen Stückpreis mit etwa 20.000 Euro angegeben wird. Wenn der mal abstürzt, bricht die Welt nicht zusammen. Die Ingenieure können einfach einen neuen drucken und weitermachen.

Und irgendwann kommen womöglich auch Verkehrsflugzeuge aus dem Drucker. Airbus-Manager Peter Sander hat das Jahr 2025 als mögliches Ziel ausgegeben. Ob diese Zahl nun zu halten sein wird oder nicht: "Thor" ist sicher erst der Anfang. Einen Patentantrag zum 3D-Druck kompletter Flugzeuge aus verschiedenen Metallen hat die Firma jedenfalls gerade eingereicht. Boeing will sich ebenfalls 3D-Drucktechnik schützen lassen.

Vorsichtige Warnzeichen vor zu viel 3D-Euphorie gibt es freilich auch. So haben Forscher der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, US-Bundesstaat Pennsylvania, kürzlich im "Journal of the Minerals, Metals & Materials Society" darüber berichtet, dass Titan-Teile aus dem 3D-Drucker deutlich poröser sind als klassisch hergestellte - und damit leichter kaputtgehen könnten.



© SPIEGEL ONLINE 2016
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.