Innovation im Bereich Verteidigung: AM für die Einsatzbereitschaft
Juli 09, 2025 | Lesedauer: 6 min
Schmieden der Zukunft der Verteidigung: Die Kraft der additiven Fertigung und des modernen Stahls und Kupfers
Der Verteidigungssektor steht unter enormem Druck, wobei die Bereitschaft und die Leistung der Ausrüstung über Erfolg oder Misserfolg einer Mission entscheiden können.
Herkömmliche Fertigungsverfahren können jedoch oft nicht mithalten, da sie durch lange Vorlaufzeiten und komplexe Lieferketten belastet werden. Die additive Fertigung (AM) entwickelt sich zu einer transformativen Lösung, die eine noch nie dagewesene Geschwindigkeit, Designfreiheit und Materialfähigkeit bietet, um die strengen Anforderungen der Verteidigungsindustrie zu erfüllen.
Der Engpass: Traditionelle Fertigung in einer Welt, in der viel auf dem Spiel steht
Seit Jahrzehnten verlässt sich die Verteidigungsindustrie auf traditionelle Fertigungsmethoden wie Gießen, Schmieden und Bearbeiten. Diese Verfahren sind zwar robust, können aber eine Herausforderung darstellen, wenn die Zeit drängt. Die Entwicklung und Produktion komplexer Komponenten oder der dringende Ersatz veralteter Teile für Altsysteme kann Vorlaufzeiten von Monaten bis hin zu Jahren mit sich bringen. Diese Verzögerung kann sich auf alles auswirken, von der Routinewartung bis hin zu dringenden betrieblichen Erfordernissen, was die Einsatzbereitschaft gefährden kann.
Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören:
- Längere Vorlaufzeiten: Die Erstellung von Werkzeugen, komplexe Bearbeitungsprozesse und die mehrstufige Produktion tragen zu langen Wartezeiten für kritische Teile bei.
- Schwachstellen in der Lieferkette: Die Abhängigkeit von geografisch verstreuten oder spezialisierten Lieferanten kann zu Schwachstellen führen, insbesondere in Krisenzeiten oder bei Teilen mit unregelmäßiger Nachfrage.
- Kostenineffizienzen bei geringen Stückzahlen: Die Herstellung kleiner Chargen hochspezialisierter oder kundenspezifischer Teile auf herkömmliche Weise ist oft wirtschaftlich unrentabel.
- Einschränkungen bei der Konstruktion: Herkömmliche Methoden können die Komplexität von Bauteilgeometrien einschränken, wodurch die Leistungsoptimierung möglicherweise eingeschränkt wird.
Additive Fertigung: Beschleunigung der Verteidigungskapazitäten
AM ermöglicht die direkte Herstellung von Teilen aus digitalen Modellen, Schicht für Schicht, und verändert damit den Zeitplan und die Möglichkeiten der Herstellung:
- Produktion auf Abruf und kürzere Vorlaufzeiten: AM ermöglicht die Produktion von Teilen, wann und wo sie benötigt werden, und verkürzt so die Vorlaufzeiten vom Entwurf bis zur Installation drastisch. Dies gewährleistet die Einsatzbereitschaft, da kritische Komponenten schneller einsatzbereit sind.
- Verbesserte Widerstandsfähigkeit der Lieferkette: Durch die Möglichkeit der dezentralen Fertigung kann AM die Abhängigkeit von komplexen globalen Lieferketten verringern und eine lokalisierte Produktion näher am Bedarfsort ermöglichen.
- Unterstützung für Altsysteme: AM eignet sich hervorragend für die Erstellung von Ersatzteilen für veraltete Teile, selbst wenn die Originalwerkzeuge nicht mehr vorhanden sind, indem einfach gescannte Daten oder Originaldesigndateien verwendet werden.
- Schnelles Prototyping und Iteration: Entwürfe können schnell prototypisiert, getestet und verfeinert werden, was die Entwicklungszyklen für neue Systeme und Komponenten beschleunigt.
- Gestaltungsfreiheit und Funktionsintegration: AM ermöglicht die Herstellung hochkomplexer Geometrien, interner Kühlkanäle und konsolidierter Teile, die mit herkömmlichen Methoden unmöglich oder unpraktisch sind.
Ein Multi-Material-Vorteil für die Verteidigung
Die Wirksamkeit von AM ist direkt mit der Bandbreite und Qualität der verfügbaren Materialien verbunden. Ein werkstoffagnostischer Ansatz mit einem Portfolio qualifizierter Werkstoffe ist entscheidend für die Bewältigung der vielfältigen Herausforderungen in verschiedenen Verteidigungsbereichen - von der See- über die Luft- bis zur Landseite. EOS unterstützt eine Vielzahl von Metallen, Polymeren und Verbundwerkstoffen, die jeweils unterschiedliche Vorteile für bestimmte Anwendungen bieten. Zu den wichtigsten qualifizierten Werkstoffen, die in der Industrie verwendet werden, gehören:
- Titan (z. B. Ti64): Ti64 wird wegen seines guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht und seiner ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit geschätzt und eignet sich ideal für die Gewichtsreduzierung von Flugzeugkomponenten, die Herstellung langlebiger Drohnenchassis und die Herstellung missionskritischer Teile, bei denen Gewichtseinsparungen von größter Bedeutung sind.
- Rostfreier Stahl (z. B. 316L): Diese vielseitige und haltbare Legierung ist ein Arbeitspferd für eine Vielzahl von Anwendungen. Aufgrund ihrer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit eignet sie sich für Komponenten von Landfahrzeugen, Schiffsbauteile und robuste Werkzeuge.
- Kupferlegierungen: Reines Kupfer (CuCP) bietet eine außergewöhnliche thermische und elektrische Leitfähigkeit und eignet sich daher hervorragend für die Herstellung von Hochleistungswärmetauschern und anderen Wärmemanagementsystemen. Kupfer-Nickel-Legierungen (CuNi) bieten eine überragende Beständigkeit gegen Salzwasserkorrosion und Biofouling und erweisen sich als unverzichtbar für Schiffsanwendungen wie Ventilgehäuse, Rohrverbindungen und Propellerkomponenten.
Der EOS-Vorteil: Mastering AM für extreme Umgebungen
EOS steht seit mehr als 35 Jahren an der Spitze der AM-Technologie und verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungssektor. Unser Know-how beruht auf der Entwicklung zuverlässiger, wiederholbarer und qualifizierter Prozesse für eine breite Palette von Hochleistungswerkstoffen, die für die Verteidigung von entscheidender Bedeutung sind. Zwei wichtige Beispiele aus unserem Portfolio sind Edelstahl 316L und Kupfer-Nickel CuNi30.
- Edelstahl 316L: Als einer der zuverlässigsten Werkstoffe in der Fertigung ist 316L für seine hervorragende Verformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit bekannt. Das EOS-Verfahren für 316L liefert Teile mit konsistenten, hochwertigen Materialeigenschaften, was es zu einer zuverlässigen Wahl für ein breites Spektrum von Verteidigungsanwendungen macht. Von robusten Komponenten für Bodengeräte bis hin zu Armaturen und Beschlägen für Marineschiffe bietet 316L eine kosteneffiziente Lösung für die Herstellung starker, zuverlässiger Teile.
- Kupfer-Nickel CuNi30: CuNi30 ist eine hochfeste Kupfer-Nickel-Legierung, die speziell für den Einsatz in rauen Meeresumgebungen entwickelt wurde und eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion und Biofouling aufweist. Dies macht sie zu einem wichtigen Werkstoff für den Marinesektor. Mithilfe von AM ermöglicht EOS die bedarfsgerechte Herstellung komplexer Schiffskomponenten wie Ventilkörper, Pumpengehäuse und Wärmetauscherteile, die den harten Bedingungen auf See standhalten, die Lebensdauer kritischer Systeme verlängern und die Einsatzbereitschaft der Flotte erhöhen.
Die ausgefeilten Prozesse und das fundierte materialwissenschaftliche Wissen von EOS stellen sicher, dass die mit unseren Systemen 3D-gedruckten Teile die strengen Qualitäts-, Leistungs- und Zuverlässigkeitsstandards erfüllen, die von der Verteidigungsindustrie gefordert werden.
Bereit für den Einsatz
EOS bietet über seine Beratungsabteilung Additive Minds Unterstützung, um die Einführung von AM zu beschleunigen. Dazu gehören die Unterstützung bei der Auswahl von Teilen, die Optimierung des Designs, die Industrialisierung des Prozesses und die Qualifizierung von AM-Teilen und -Prozessen zur Erfüllung von Verteidigungsstandards.
Als strategischer Partner verfügt EOS über branchenführende Technologien, Materialkenntnisse und eine nachgewiesene Erfolgsbilanz, um Verteidigungsunternehmen dabei zu helfen, Risiken zu minimieren, Innovationen zu beschleunigen und die Einsatzbereitschaft zu verbessern.
Erfahren Sie, wie EOS Sie dabei unterstützen kann, die Vorteile von AM zu nutzen.
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