Zulassung von additiv gefertigten Flugzeugstrukturbauteilen

Abstract

Die fast grenzenlose Designfreiheit der additiven Fertigung macht es möglich, Leichtbaupotentiale von Flugzeugstrukturbauteilen maximal auszuschöpfen. Durch die fortschreitende Innovation wird diese generative Fertigungstechnologie zunehmend für Anwendung in zivilen Luftfahrtprodukten verwendet. Aufgrund der hohen Prozessvariabilität ist die additive Fertigung nicht deterministisch. Dadurch stellte sich die Nachweisführung im Rahmen des obligatorischen Zulassungsprozesses als aufwendig und kostpielig heraus. Diese Tatsache führt zu einer scheinbar unüberwindbaren Zulassungshürde und entschleunigt die Innovation. Der Mangel an öffentlich verfügbaren, optimierten Prozessen, Standardisierungen und Spezifikationen verstärkt dies. Hier setzt diese Arbeit an. Aufbauend auf einer Recherche zu praktizierten Zulassungsprozessen und Standardisierungen wird ein Vorschlag für einen generischen Zulassungprozess additiv zu fertigender Flugzeugstrukturbauteile ausgearbeitet und anschließend auf eine Bauteilzulassung beispielhaft angewendet. Darüber hinaus wird geklärt, inwiefern die Methoden bewährter Zulassungsprozesse herkömmlicher Fertigungstechnologien auf die additive Fertigung adaptierbar sind.

Due to the design freedom of additevely manufactured parts, lightweight construction potential of aircraft structural components can be maximized. Progessive innovation of this relatively new manufacturing technology recently led to an increasing utilization for applications in civil aviation products. However, due to the high process variability, additive manufacturing is not deterministic. Thus, the verification in the context of the obligatory certification process turned out to be complex and costly. This leads to an certification barrier. The lack of publicly available, optimized processes, standardization and specifications reinforces this. Therefore, this thesis contains a development of a generic certification process for aicraft structural parts based on a research on practiced and approved processes by aviation industry. Furthermore, it will be clarified to what extent the methods of proven certification processes of conventional manufacturing technologies can be adapted to additive manufacturing.