SULSA: Das erste „gedruckte“ Flugzeug

Ingenieure an der University of Southampton haben das weltweit erste gedruckte Flugzeug entwickelt und getestet. Die Bauweise solle die Wirtschaftlichkeit des Flugzeugdesigns revolutionieren. Das SULSA (Southampton University Laser Sintered Aircraft) ist unbemannt. Es wurde komplett mit Flügeln, Steuerungseinheiten und Luken mit einer EOS EOSINT P730 Nylon-Laser-Sinter-Maschine Schicht für Schicht aufgebaut. Auf Verbindungselemente wurde verzichtet und Ausrüstungsgegenstände wurden mit Schnappverbindungen befestigt, so dass sich das Flugzeug ohne Werkzeuge in wenigen Minuten zusammenfügen ließ.

Das elektrisch angetriebene Flugzeug hat eine Spannweite von 2 Metern und erreicht eine Geschwindigkeit von nahezu 100 Meilen in der Stunde, im Segelmodus fliegt es fast geräuschlos. Ausgestattet ist es außerdem mit einem Mini-Autopiloten, der von Dr. Matt Bennett entwickelt wurde.

Das Lasersintern erlaubt es den Anwendern, Formen herzustellen, die normalerweise aufwendige herkömmliche Fertigungstechniken erfordern würden. Mit der Technik ist es möglich, ein individuell angepasstes Fluggerät vom Entwurf bis zum Jungfernflug in nur wenigen Tagen zu entwickeln. Konventionelle Verbundmaterialien und Fertigungsverfahren würden dagegen eine Entwicklungszeit von mehreren Monaten nach sich ziehen. Weil außerdem keine Werkzeuge für die Fertigung erforderlich sind, lassen sich radikale Änderungen an der Gestalt und Größe des Flugzeugs ohne zusätzliche Kosten umsetzen.

Geleitet haben das Projekt die Professoren Andy Keane und Jim Scanlan von der Computational Engineering and Design Research-Gruppe der Universität. Professor Scanlan sagt: „Die Flexibilität des Lasersinterns ermöglicht es dem Designteam, historische Methoden und Ideen noch einmal aufzugreifen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren unerschwinglich teuer gewesen wären. Eine dieser Ideen führt zum Einsatz der geodätischen Struktur. Diese wurde ursprünglich von Barnes Wallis entwickelt und fand Anwendung bei den Vickers-Wellington-Bombern, die erstmals 1936 flogen. Die Struktur ist sehr steif und leicht, aber sehr komplex. Konventionell gefertigt, würde sie eine große Anzahl einzeln zugeschnittener Bauteile erfordern, die mit großen Aufwand verklebt und verbunden werden müssten.“

Professor Keane fügt hinzu: „Ein weiterer Vorteil des Lasersinterns liegt darin, einen elliptischen Flügelgrundriss zu nutzen. Aerodynamiker wissen seit Jahrzehnten, dass elliptische Tragflächen verbesserte Luftwiderstandswerte bieten. Der Flügel der Spitfire wurde als extrem effizientes Design angesehen, war aber berüchtigt dafür, sich nur extrem schwierig und teuer fertigen zu lassen. Wieder konnte das Lasersintern die Fertigungsbeschränkungen beseitigen, die mit der komplexen Form verbunden waren, und beim SULSA hat die elliptische Form nicht zu höheren Kosten geführt.“

SULSA ist ein Teil des durch das Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) unterstützten DECODE-Projekts, das sich mit dem Einsatz von innovativen Fertigungsverfahren wie Lasersintern befasst und ihre Anwendung in der Entwicklung von unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) aufzeigt. Die University of Southampton beschäftigt sich an vorderster Front seit den frühen 90er Jahren mit der Entwicklung von UAVs.