"AMAvia" - Digitalisierte Prozesskette für die innovative Kombination von Laser-Lichtbogen-Hybrid-Additive-Manufacturing (LLHAM) und intelligenten Fräsprozessen zur Produktivitäts- und Qualitätssteigerung bei der Herstellung metallischer Großstrukturen in der Aviation-Industrie; Teilprojekt: Entwicklung, Validierung und Aufbau einer durchgängigen Fertigungsprozesskette zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung von Flugzeugstrukturbauteilen

Abstract

Das Projekt „AMAvia – Digitalisierte Prozesskette für die innovative Kombination von Laser-Lichtbogen-Hybrid-Additive-Manufacturing (LLHAM) und intelligenten Fräsprozessen“ hatte zum Ziel, die Produktivität und Qualität bei der Herstellung metallischer Großstrukturen für die Luftfahrt zu steigern. Im Verbund arbeiteten HEGGEMANN AG, Siemens AG, Fraunhofer IAPT, Fooke GmbH, Racontec GmbH und das IPMT der TU Hamburg, unterstützt durch den assoziierten Partner Boeing, an der Entwicklung einer durchgängigen digitalen Prozesskette für Titan- und Aluminiumbauteile.

Ziel des Projekts war die Entwicklung eines qualitätsgesicherten LLHAM-Prozesses für die additive Fertigung von Aluminium- und Titanbauteilen mit hoher Genauigkeit und Aufbaurate, die Umsetzung intelligenter, sensorunterstützter Zerspanungsstrategien für dünnwandige Bauteile, sowie die Integration dieser Verfahren in eine digitalisierte Fertigungszelle mit durchgehender Prozessüberwachung und Qualitätssicherung. Zusätzlich wurde ein Qualifizierungskonzept für additiv gefertigte Komponenten erarbeitet, um die Luftfahrtanforderungen an Sicherheit und Reproduzierbarkeit zu erfüllen.

Die erzielten Ergebnisse umfassen die erfolgreiche Validierung des LLHAM-Prozesses mit optimierter Mikrostruktur und gesteigerter Festigkeit, die simulationsgestützte Prozessplanung zur gezielten Steuerung von Zeit-Temperatur-Verläufen und Bauteilverzug, sowie die vollständige Integration in eine digitalisierte Fertigungszelle, die eine reproduzierbare, serienfähige Produktion von hochfesten Luftfahrtstrukturen ermöglicht.

Die Projektergebnisse erhöhen die industrielle Verwertbarkeit der Technologie, erweitern das Portfolio der Partner für die Luftfahrtzulieferindustrie und bilden die Grundlage für zukünftige Serienprojekte und Materialinnovationen.

The project “AMAvia – Digitalized Process Chain for the Innovative Combination of Laser-Arc Hybrid Additive Manufacturing (LLHAM) and Intelligent Milling Processes” aimed to increase productivity and quality in the production of large metallic structures for the aviation industry. The consortium included HEGGEMANN AG, Siemens AG, Fraunhofer IAPT, Fooke GmbH, Racontec GmbH, and the IPMT of TU Hamburg, supported by the associated partner Boeing, working together to develop a fully integrated digital process chain for titanium and aluminum components.

The project’s objectives were the development of a quality-assured LLHAM process for additive manufacturing of aluminum and titanium components with high precision and build rate, the implementation of intelligent, sensor-assisted milling strategies for thin-walled components, and the integration of these processes into a digitalized manufacturing cell with continuous process monitoring and quality assurance. In addition, a qualification concept for additively manufactured components was developed to meet the aviation requirements for safety and reproducibility.

The results achieved include the successful validation of the LLHAM process with optimized microstructure and increased strength, simulation-based process planning for targeted control of time–temperature profiles and component distortion, and full integration into a digitalized manufacturing cell enabling reproducible, serial production of high-strength aviation structures.

The project outcomes enhance the industrial applicability of the technology, expand the partners’ portfolio for the aviation supply industry, and provide a foundation for future serial projects and material innovations.