3D-gedruckte Ersatzteile: On-Demand-Lösungen für Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und industrielle Fertigung Written by: Natasha Mathew Updated on: März 11, 2025 Estimated reading time: 10 minute(s) Ein gebrochenes oder defektes Teil könnte eine Verringerung oder sogar einen völligen Stillstand der Fertigung bedeuten, während man auf das Eintreffen des Ersatzteils wartet - eine teure Unannehmlichkeit für die Hersteller. Einer der Bereiche, in denen der 3D-Druck den größten Umbruch bewirkt hat, ist die Herstellung von temporären Ersatzteilen. Diese gedruckten Komponenten können oft die funktionalen Anforderungen erfüllen, bis eine länger haltbare Lösung gefunden oder hergestellt werden kann. Dadurch kann die Industrie ihre Produktion fortsetzen, was die Betriebszeit der Maschinen erhöht und die Unsicherheiten in der Lieferkette minimiert. In diesem Artikel untersuchen wir einige häufige Herausforderungen für Hersteller in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsbereich und in der Industrie und zeigen, wie 3D-gedruckte temporäre Lösungen einen nahtloseren Produktionsablauf ermöglichen. 1. Notfall-Reparaturen Stellen Sie sich das Szenario vor: Sie sind ein Industrieunternehmen, das sich auf eine Maschine verlässt, um einen lukrativen Auftrag für einen Kunden auszuführen. Plötzlich geht ein wichtiges Teil der Maschine kaputt und die Fertigung kommt zum Stillstand. Wenn das Ersatzteil nicht zur Hand ist, müssen Sie externe Lieferanten für die Fehlerbehebung, Komponenten oder Dienstleistungen kontaktieren. Die Zeit, die Sie damit verbringen, auf das Ersatzteil zu warten, bringt unweigerlich ein Element der Ungewissheit in eine ohnehin schon stressige Situation, die durch mögliche Verzögerungen und Kosten noch verstärkt wird. Warum 3D-Druck eine Lösung ist Mit der Einführung eines hauseigenen 3D-Druckers gibt die On-Demand-Fertigung industriellen Herstellern die Möglichkeit, bei Bedarf temporäre Ersatzteile oder Werkzeuge zu produzieren und so die Wartezeit zu verkürzen. Die Auswahl an leistungsstarken 3D-Druckmaterialien für die Industrie stellt sicher, dass die temporären Ersatzteile stark genug sind, um den Belastungen und Beanspruchungen standzuhalten, bis das Ersatzteil beschafft werden kann. 3D-Drucker wie der BigRep PRO ermöglichen es Herstellern in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungsbereich, mit technischen Materialien wie kohlefaserverstärkten Polymeren und Hochleistungsmaterialien wie flammhemmendem Polyetherketon (PEKK) zu drucken. Diese Materialien eignen sich besser für Teile, die Temperaturschwankungen oder betrieblichen Belastungen ausgesetzt sind. 2. Nicht verfügbare Ersatzteile Ein Ersatzteil kann aus einer Reihe von Gründen nicht verfügbar sein. Zum Beispiel könnte es nicht mehr auf Lager sein oder nicht mehr produziert werden. In Situationen, in denen Hersteller von Verteidigungs- oder Luft- und Raumfahrtprodukten an abgelegenen Standorten arbeiten oder im Außendienst eingesetzt werden, könnten sie außerhalb der Reichweite der traditionellen Lieferketten liegen. In diesen Szenarien sind dem Hersteller die Hände gebunden, da er keine unmittelbare Lösung hat, um das wichtige Ersatzteil einzubauen und die Produktion wieder in Gang zu bringen. Warum 3D-Druck eine Lösung ist Ein Ersatzteil kann aus einer Reihe von Gründen nicht verfügbar sein. Zum Beispiel könnte es nicht mehr auf Lager sein oder nicht mehr produziert werden. In Situationen, in denen Hersteller von Verteidigungs- oder Luft- und Raumfahrtprodukten an abgelegenen Standorten arbeiten oder im Außendienst eingesetzt werden, könnten sie außerhalb der Reichweite der traditionellen Lieferketten liegen. In diesen Szenarien sind dem Hersteller die Hände gebunden, da er keine unmittelbare Lösung hat, um das wichtige Ersatzteil einzubauen und die Produktion wieder in Gang zu bringen. 3. Surrogatteile für das Training Der Zeitplan für die Fertigung komplexer Maschinen kann lang sein, und manchmal müssen die Bediener geschult werden, um sie zu bedienen. Für die Schulung werden Stand-in-Teile benötigt, die das Originaldesign nachbilden, bevor die Endmontage eintrifft, damit der Betrieb ohne Verzögerung aufgenommen werden kann. Dieses Szenario tritt häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie auf, wo oft komplizierte Geräte verwendet werden und Zeit angesichts des Test-, Validierungs- und Zertifizierungsprozesses in diesem streng regulierten Sektor ein entscheidender Faktor ist. Warum 3D-Druck eine Lösung ist Durch die Herstellung von Komponenten bieten diese Stand-in-Teile den Mitarbeitern die Möglichkeit, sich mit den Verfahren und Feinheiten der endgültigen Maschine vertraut zu machen. So wird sichergestellt, dass die Bediener mit dem Zusammenbau und der Wartung der Maschinen vertraut sind, und die Hersteller können den Zeitplan für den Betrieb genau einhalten. Mehrere staatliche Luft- und Raumfahrtbehörden haben den 3D-Druck erfolgreich in ihre Schulungsprogramme integriert, was die einzigartigen Vorteile von AM unterstreicht. Industrielle Hersteller können auch 3D-gedruckte Ersatzteile einsetzen, um einen reibungsloseren Übergang in den Arbeitsablauf zu ermöglichen und sicherzustellen, dass die Mitarbeiter mit den potenziell komplexen Vorgängen vertraut gemacht werden. Vorteile von 3D-gedruckten provisorischen Ersatzteilen 1. Minimale Unterbrechung des Fertigung Prozesses Der 3D-Druck von Ersatzteilen auf Abruf behebt Geräteausfälle oder Komponentenausfälle sofort. Defekte Komponenten können schnell ersetzt werden, was die Ausfallzeiten reduziert und die betriebliche Effizienz erhöht. Eine der größten Stärken des 3D-Drucks, schnelle Design-Iterationen, ermöglicht die Anpassung von Teilen an spezifische Anforderungen und gewährleistet optimale Leistung und Kompatibilität. Diese In-House-Lösung strafft den Zeitplan für die Fertigung, indem sie die Wartezeit bis zum Eintreffen des Originalteils verkürzt. So können Industrie, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung ihre typischerweise engen Zeitpläne und Kundenwünsche effektiver erfüllen. 2. Reduziert Ausfallzeiten und spart dadurch Geld Einfach ausgedrückt: Je mehr Zeit zwischen dem Ausfall eines Teils und dem Einbau des Ersatzteils verstreicht, desto höher sind die finanziellen Auswirkungen. In diesem Sinne können herkömmliche Methoden für den Kauf und die Beschaffung von Ersatzteilen aus externen Quellen für Industriemaschinen zu längeren Ausfallzeiten und Produktivitätsverlusten führen. Die Bevorratung von Ersatzteilen mag die offensichtliche Lösung sein, aber sie ist mit höheren Kosten und zusätzlicher Logistik für den Kauf, die Lagerung und die Wartung der Teile verbunden. Der 3D-Druck auf Abruf minimiert die Unterbrechung des Produktionsprozesses, da er sofort einspringt. Dies verringert die Ausfallzeiten und hält die Maschinen in Bewegung, so dass der Zeitplan eingehalten werden kann. Dies wirkt sich positiv auf die Finanzen der Hersteller in der Luft- und Raumfahrt sowie in der verarbeitenden Industrie aus, die schließlich nach zuverlässigen Lösungen für unvorhersehbare Maschinenausfälle suchen. 3. Die Herstellung vor Ort ist die einzige praktikable Option an abgelegenen Standorten Die Möglichkeit, Ersatzlösungen an jedem beliebigen Ort herzustellen, ist besonders in den Bereichen Verteidigung und Luft- und Raumfahrt interessant. In Szenarien, in denen die Fertigung vor Ort die einzige praktikable Lösung ist, z. B. in bergigem Gelände, in der Wüste oder auf See, ist die Möglichkeit, Ersatzteile im eigenen Haus zu drucken, ein entscheidender Vorteil. Diese Standorte sind aus geografischen Gründen in der Regel weit von den Einsatzgebieten entfernt, und die Zeit bis zum Eintreffen des Teils kann unvorhersehbar oder logistisch unmöglich sein. 4. Spart Zeit durch Eliminierung der traditionellen Fertigung Schritte Während herkömmliche Fertigungsmethoden langwierige und oft manuelle Herstellungsprozesse beinhalten, ermöglicht der 3D-Druck die direkte Produktion von Teilen aus digitalen Entwürfen. Diese Demokratisierung des Herstellungsprozesses überspringt den Werkzeugbau, reduziert die Abhängigkeit von Facharbeitern und macht die Pflege von Lagerbeständen und Logistik überflüssig. Diese Schritte im zeitaufwändigen, veralteten Prozess stapeln die Kosten und der 3D-Druck hat die transformative Kraft, direkt nach Bedarf zu drucken, was zu einer wirtschaftlichen Produktion von Ersatzteilen führt. 5. Surrogat-Tools für die Bedienerschulung In den meisten Branchen ist Zeit Geld, und in der Luft- und Raumfahrt gilt dies ganz besonders. Die Maschinen, Werkzeuge und Teile, die in Raumschiffen und Flugzeugen verwendet werden, sind oft kompliziert, und ihre Bedienung oder Handhabung erfordert eine Schulung. Mit 3D-gedruckten Ersatzteilen können sie lernen, wie man die Maschinen effektiv nutzt, bevor sie eintreffen. Diese Präventivmaßnahme sorgt für präzise Zeitpläne, eine wichtige Ergänzung des Arbeitsablaufs, um die Wahrscheinlichkeit von Ineffizienzen im Produktionsprozess zu minimieren. 6. Digitale Inventur ersetzt physische Inventur Bei der Verwaltung eines physischen Lagerbestands geht es darum, die ungefähre Anzahl von Teilen unter den richtigen Umgebungsbedingungen zu lagern, indem man den zukünftigen Bedarf vorwegnimmt. Für Ersatzteile ist dies nicht immer eine praktikable Option, da viele Komponenten in den Produktionsprozess involviert sind, die kaputt gehen können. Beim 3D-Druck sind die Designdateien der Teile digital und können in jeden Winkel der Welt übertragen und mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Diese digitale Optimierung des Lagerbestands minimiert die Auswirkungen von Engpässen in der Lieferkette und potenziell kostspielige Lagerlösungen. 7. Großformatige Einzeldrucke, die keine Montage erfordern Massive Teile in Flugzeugen und anderen Flugzeugen erfordern große MRO-Anlagen. Herkömmliche Fertigungsverfahren beruhten oft auf der Herstellung und Montage mehrerer separater Komponenten, was die Produktionszeit verlängerte und das Risiko von Montagefehlern oder Unstimmigkeiten erhöhte. Mit dem 3D-Druck ist die Fertigung großer, komplexer Komponenten aus einer Reihe von Materialien in einer nahtlos integrierten Einheit eine Selbstverständlichkeit. Durch die Nutzung von Vorteilen wie Genauigkeit, Präzision und Wiederholbarkeit trägt die Fertigung von Ersatzteilen als vollständig montierte Einheiten zu schnellen und kostengünstigen Lösungen bei. 8. Ein komplettes Spektrum an 3D-Druckmaterialien für den industriellen Einsatz Von umweltfreundlichen Filamenten aus recycelten Meeresabfällen bis hin zu hochleistungsfähigen kohlefaserverstärkten Materialien, die für Flugzeugkomponenten geeignet sind, gibt es eine große Auswahl an Materialien, die für verschiedene Ersatzteile und Budgets geeignet sind. Der 3D-Druck bietet die Freiheit, das Filament auf der Grundlage der spezifischen Funktion des Ersatzteils auszuwählen. Dies ermöglicht die Auswahl von Materialien, die die für eine optimale Leistung erforderlichen physikalischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften am besten verkörpern. Zwar unterstützen nicht alle Hersteller von industriellen 3D-Druckern Filamentevon Drittanbietern, aber einige von ihnen wie BigRep haben offene Materialplattformen, die auf die Anforderungen des Benutzers eingehen, egal ob dieser Wert auf hohe Leistung oder Kosteneffizienz legt. Leistungsstarke In-House On-Demand-Lösungen 3D-gedruckte Ersatzteile haben einen flexiblen, reaktionsschnellen und anpassungsfähigen lokalen Produktionsablauf ermöglicht, der für die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie, die hochindividuelle Komponenten benötigen, die möglicherweise nicht ohne weiteres verfügbar sind, von entscheidender Bedeutung ist. Indem Ersatzteile auf Abruf gedruckt werden, anstatt sie auf Lager zu halten, können diese Industrien erheblich Zeit sparen, Kosten senken und intern zuverlässige Lösungen finden, bis das dauerhafte Teil beschafft ist. Diese Entwicklungen haben entscheidende Vorteile für den täglichen Betrieb von Maschinen, insbesondere an abgelegenen Orten, wo Autarkie unerlässlich ist. Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Fertigung die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie in kleinen Stückzahlen unterstützt? Registrieren Sie sich, um das eBook Vom Druckbett in den Himmel: 3D-Druck von Teilen für die Luft- und Raumfahrt herunterzuladen . Entdecken Sie, wie die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie den 3D-Druck nutzen, um speziell angefertigte, qualifizierte Werkzeuge für die Erforschung des Himmels und darüber hinaus zu liefern. In diesem eBook tauchen wir tief in die Materie ein: Wie 3D-gedruckte Teile die Luft- und Raumfahrtindustrie verändern können. Die strengen Tests und Zertifizierungen, die die Leistung und Sicherheit der 3D-gedruckten Teile bestätigen. FEA-Analysen, die bei der Herstellung robuster Teile für die Luft- und Raumfahrt helfen. 3 Anwendungsbeispiele von Giganten der Luft- und Raumfahrtindustrie, die mit dem 3D-Druck neue Wege beschritten haben. VOM DRUCKBETT IN DEN HIMMEL: 3D-DRUCK VON TEILEN FÜR DIE LUFT- UND RAUMFAHRT Industrielle 3D-Drucker für die Fertigung Industrielle Qualität trifft auf Wirtschaftlichkeit. Komplexe Teile im Großformat. Der BigRep PRO ist ein leistungsstarker 3D-Drucker, der Sie vom Prototyping bis zur Fertigung begleitet. Wesentliche Merkmale Geschlossener massiver Bauraum: Großes Volumen von 915x805x874 mm für die Erstellung großer, komplexer Objekte in einem einzigen Druckvorgang. Doppelextrusion (bis zu 280°C, 130 g/h): Multimaterialdruck mit einem Doppelextrusionssystem, das Hochtemperaturmaterialien und eine Druckgeschwindigkeit von bis zu 130 Gramm pro Stunde unterstützt. Abnehmbares flexibles Druckbett (bis zu 100 °C): Ein beheiztes Bett mit einer flexiblen, magnetischen, austauschbaren Oberfläche, die die Druckhaftung verbessert und die Verformung minimiert. Zahlreiche Automatisierungsfunktionen: Druckbett- und Extruder-Kalibrierung für eine schnelle, einfache Einrichtung und optimale Druckqualität. Wesentliche Merkmale Geschlossener massiver Bauraum: Großes Volumen von 915x805x874 mm für die Erstellung großer, komplexer Objekte in einem einzigen Druckvorgang. Doppelextrusion (bis zu 280°C, 130 g/h): Multimaterialdruck mit einem Doppelextrusionssystem, das Hochtemperaturmaterialien und eine Druckgeschwindigkeit von bis zu 130 Gramm pro Stunde unterstützt. Abnehmbares flexibles Druckbett (bis zu 100 °C): Ein beheiztes Bett mit einer flexiblen, magnetischen, austauschbaren Oberfläche, die die Druckhaftung verbessert und die Verformung minimiert. Zahlreiche Automatisierungsfunktionen: Druckbett- und Extruder-Kalibrierung für eine schnelle, einfache Einrichtung und optimale Druckqualität. Den BigRep Pro entdecken Industrial Quality Meets Cost Efficiency. Complex Parts in Large Scale. The BigRep PRO is a 1 m³ powerhouse 3D printer, built to take you all the way from prototyping to production. Enclosed 1000 Liters Build Chamber: Large 1 cubic meter build volume for creating big, complex objects in a single print. Dual Extrusion (Up to 280°C, 130 g/h): Multi-material printing capability with a dual-extrusion system, supporting high-temperature materials and a print rate of up to 130 grams per hour. Removable Flexible Print Bed (Up to 100 °C): A heated bed with a flexible, magnetic, interchangeable surface that enhances print adhesion and minimizes warping. Numerous Automation Features: Print bed and extruder calibration for quick, easy set up and optimal print quality. Explore the PRO About the author: Patrick McCumiskey Author Patrick has over a decade’s worth of experience writing about design and technology. After first encountering 3D printing on a project while studying a Masters Degree in design, he’s taken a keen interest in the development of 3D printing and its impact on the world of design and tech.
