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Revolution in der Luftfahrt: Mit 3D-Druck zur umweltfreundlichen Zukunft!
Die BTU Cottbus-Senftenberg forscht an nachhaltigen Fertigungstechnologien für die Luftfahrt im LuFo-Projekt „FAST“, gefördert vom BMWK.
Revolution in der Luftfahrt: Mit 3D-Druck zur umweltfreundlichen Zukunft!
Am 04. Juli 2025 fand ein bedeutendes Status-Meeting der Projektbeteiligten im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo mit dem Titel „FAST“ statt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und hat das ehrgeizige Ziel, neue Maßstäbe für umweltfreundliche Luftfahrt zu setzen. Im Fokus stehen die Entwicklung schneller, digital vernetzter Fertigungsprozesse für hybrid-elektrische Antriebssysteme.
Die Leitung des Konsortiums obliegt Rolls-Royce Deutschland, das die Zusammenarbeit mit verschiedenen Industrie- und Forschungspartnern koordiniert. Ein herausragendes Element des Projekts ist die Forschung am Fachgebiet Hybride Fertigung (FHF) der BTU Cottbus-Senftenberg, wo die beschleunigte Herstellung von Titanbauteilen (Ti-6Al-4V) mittels Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) untersucht wird. Der Entwicklungszyklus soll dabei signifikant verkürzt werden, ohne Qualität und Betriebssicherheit zu beeinträchtigen.
Innovationen durch additive Fertigung
Die Herausforderungen der Luftfahrtindustrie erfordern innovative Ansätze. Das Additive Layer Manufacturing (ALM) spielt eine zentrale Rolle durch das Schmelzen von Pulvern in Schichten. Diese Technologie ermöglicht eine maximalen Materialnutzung, während Abfall minimiert wird. Im Vergleich zu traditionellen Verfahren wie dem Gießen, erlaubt ALM die direkte Erstellung der gewünschten Struktur, was die Gestaltung von Komponenten optimiert.
Ein bemerkenswertes Beispiel ist das Triebwerk Trent XWB-97, das die größten jemals 3-D-gedruckten Triebwerkskomponenten umfasst. Diese wurden erfolgreich in einem Testflug erprobt und unterstreichen die Vielseitigkeit der additiven Fertigung in der Luftfahrt.
Das FAST-Projekt verzeichnet auch bemerkenswerte Fortschritte im Bereich der Prozessoptimierung. Der L-PBF-Prozess wurde um 270 % beschleunigt, was zu einer erheblichen Reduktion des Energiebedarfs zur Materialverarbeitung geführt hat. Die Validierung mechanischer Eigenschaften und der Oberflächengüte für die Luftfahrtzulassung hat dabei höchste Priorität.
Umweltfreundliche Gestaltung der Luftfahrt
Ein weiterer Baustein für die Zukunft der Luftfahrt ist die grüne Gestaltung, die durch strenge politische Klimaschutzvorgaben angetrieben wird. Hier spielen Leichtbau und die Verwendung neuer Hochleistungswerkstoffe eine entscheidende Rolle. Insbesondere das LPBF-Verfahren ermöglicht die Herstellung komplexer, hochfester und leichter Bauteile für die Luftfahrt und steht im Mittelpunkt der Forschungsinitiative TIRIKA des Fraunhofer ILT, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
Der Einsatz von Wasserstoff als emissionsfreiem Energieträger wird intensiv verfolgt. Durch den Einsatz spezieller Pulver in Zusammenarbeit mit Materialherstellern können neue, komplexe Geometrien und Funktionsstrukturen geschaffen werden, die mit herkömmlichen Verfahren nicht umsetzbar sind. Präzise Sensorik erkennt Artefakte bis zu 0,4 Millimetern im Pulverbett, was zeitintensive nachgelagerte Prüfungen vermindert und die Produktionseffizienz steigert.
Das Projekt hat eine Gesamtdauer von vier Jahren und geht bis August 2026. In dieser Zeit müssen die zentralen Ergebnisse an realitätsnahen Funktionsprototypen nachgewiesen und vertieft werden. Felix Jensch, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter des FHF, wurde für seine bemerkenswerten Beiträge zum FAST-Projekt mit dem PhD Sustainability Bursary Award 2025 ausgezeichnet, der am 14. Mai 2025 in Derby, Großbritannien, verliehen wurde.
Die Auszeichnung hebt innovative Entwicklungen im Bereich des Ingenieurwesens hervor, die der Umwelt zugutekommen. Damit zeigt das FAST-Projekt, dass die Luftfahrtindustrie auf dem Weg ist, umweltfreundlichere Lösungen durch moderne Fertigungstechnologien erfolgreich umzusetzen.