Drohne mit Düsenantrieb aus dem 3D-Drucker

Auf der gerade in den Vereinigten Arabischen Emiraten stattfindenen Dubai Airshow zeigen die Luftfahrtfirma Aurora Flight Sciences und der 3D-Drucker-Hersteller Stratasys das Ergebnis ihrer Zusammenarbeit in den vergangenen Monaten: Eine düsengetriebene Drohne, die über 240 Kilometer pro Stunde schnell sein soll und deren Bauteile zu vier Fünfteln aus dem 3D-Drucker stammen. Das UAV (Unmanned Aerial Vehicle, unbemanntes Flugobjekt) hat eine Spannweite von knapp 2,75 Metern und wiegt gut 13 Kilogramm.

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So wie die beiden Firmen ihr Projekt darstellen, war es der perfekte Anwendungsfall für die 3D-Druck-Technik: Dass sich damit schnell funktionsfähige Prototypen herstellen lassen, soll sich in der kurzen Entwicklungszeit von angeblich nur 9 Monaten niedergeschlagen haben. Das geringe Gewicht der Zelle hat eine Ursache darin, dass sich 3D-Druck sehr gut für die Fertigung von Leichtbauteilen mit optimierter Festigkeit eignet – solche Teile mit eingeschlossenen Hohlräumen lassen sich auf andere Weise nur mit sehr viel Aufwand herstellen, wenn überhaupt. Geht es um die Fertigung von Einzelstücken wie in diesem Fall, sind die Kosten pro Stück relativ gering. Und nebenbei rührt Stratasys auch noch die Werbetrommen für das Cloud-Konstruktionssystem GrabCAD, dass die Zusammenarbeit zwischen dem 3D-Drucker-Hersteller und Aurora Flight Sciences erst möglich gemacht haben soll und das seit Anfang des Jahres ebenfalls zum Konzern gehört.

80 Prozent gedruckt

3D-Druck

Der Sammelbegriff 3D-Druck steht heute für ein ganzes Bündel von Fertigungstechniken, die nach unterschiedlichen Prinzipien funktionieren und sich jeweils nur für ganz bestimmte Materialien eignen. Ihr gemeinsamer Nenner: Alle Verfahren bauen dreidimensionale Objekte, indem sie Material in dünnen Schichten auftragen und verfestigen.

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Die Düsendrohne besteht zu 80 Prozent aus 3D-gedruckten Teilen, bezogen auf das Gewicht. Das meiste davon wurde im Schmelzschichtverfahren gefertigt (FDM, Fused Deposition Modeling) . Das ist dasselbe Prinzip, nach dem auch die günstigen 3D-Drucker für Heimanwender arbeiten, allerdings bietet Stratasys neben den zugekauften MakerBots auch für dieses Verfahren industrietaugliche Maschinen, die wesentlich größere Objekte herstellen können. Als Material kam ULTEM 9085 von Stratasys zum Einsatz, ein Thermoplast, das für den Einsatz in der Luftfahrt zertifiziert ist. Ein paar Teile stammen auch aus Lasersinter- und Laserschmelzmaschinen: etwa der Tank und die Ausstromdüse aus einer Nickellegierung namens Inconel.

Langsamer, aber selbstgemacht

Auffällig zurückhaltend sind die Firman mit den Superlativen zu ihrem Projekt: Es handle sich um das "vermutlich größte, schnellste und aufwendigste, jemals im 3D-Druck gefertigte unbemannte Luftfahrzeug". Korrekt so, denn das erste UAV aus dem 3D-Drucker ist der schwanzlose Jet von Aurora und Stratasys mit Sicherheit nicht. So veröffentlichte der deutsche Modellflieger Michael Christou vom Hackerspace FFM bereits im August 2014 ein Video seines Fliegers namens "Red Duck" auf YouTube. Die "Rote Ente" wurde praktisch komplett aus PLA in kleinen Teilen in 3D gedruckt; die Vorlagen zum Nachbau gibt es bei Thingiverse zum freien Download.

(pek)