3D-Druck meets Luft- und Raumfahrt: Die Nadcap-Zertifizierung

Das Unternehmen toolcraft aus dem mittelfränkischen Georgensgmünd fertigt High-End Präzisionsbauteile, Komponenten sowie Baugruppen für verschiedene Hochtechnologiebranchen. Dabei sieht sich das Familienunternehmen als Pionier bei neuen, innovativen Fertigungstechnologien wie der additiven Fertigung und maßgeschneiderten Turn-Key-Roboterlösungen. Toolcraft verfolgt das Ziel, gemeinsam mit Partnern aus der Industrie sowie Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Universitäten Komplettlösungen zu entwickeln, die in ihrem jeweiligen Bereich marktführend sind. Eine bedeutende Branche ist die Luft- und Raumfahrt, für die das Unternehmen regelmäßig Zertifizierungsprozesse durchläuft.

Herausforderungen

Um Komponenten für die Luft- und Raumfahrt herstellen zu dürfen, müssen fertigende Unternehmen ihre komplette Produktionsumgebung einer umfangreichen Zertifizierung unterziehen. Im Zentrum hierbei: Nadcap (National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program), ein einzigartiger Zusammenschluss von Unternehmen der Luft- und Rahmfahrtindustrie. Gemeinsam verfolgen sie das Ziel, eine einheitlich hohe Qualität in der Branche sicherzustellen und spezielle Fertigungsverfahren so kosteneffizient wie möglich zu realisieren. Toolcraft entschied sich als eines der ersten europäischen Unternehmen dazu, die schwierige Nadcap-Zertifizierung für den metallischen 3D-Druck zu durchlaufen, um sich selbst einen Wettbewerbsvorteil gegenüber Mitbewerbern in der Branche zu erarbeiten. Für eine erfolgreiche Zertifizierung galt es viele Prozessschritte, die vor, während und nach dem Bauprozess mit dem 3D-Drucker stattfinden, zu dokumentieren und transparent zu machen. Ein lückenloser Nachweis des verwendeten Pulvers gehört genauso dazu wie die Überprüfung der Bauteilqualität durch optische sowie taktile Messung und zerstörungsfreie Oberflächenprüfung. Besonderes Augenmerk gilt auch dem Bauprozess. Neben dem Monitoring von Sauerstoffgehalt und Luftfeuchtigkeit in der Baukammer musste beispielsweise nachweisbar sein, dass die Laserleistung und die Form des Laserstrahls innerhalb des eingesetzten 3D-Druckers TruPrint 3000 so aufeinander abgestimmt sind, dass jedes darin gefertigte Teil auf genau die gleiche Art und Weise belichtet wird.

Lösungen

Vorbereitung ist das A und O - das gilt ganz besonders für die Nadcap-Zertifizierung. Vor dem eigentlichen Audit unterstützte TRUMPF toolcraft proaktiv "mit Ideen, mit Lösungen, mit Vorschlägen", um den Nachweis der Qualitätssicherung entlang des gesamten Prozesses – vor, während und nach dem Baujob – erbringen zu können. Hierfür haben sich TRUMPF Mitarbeiter intensiv mit dem Nadcap-Fragenkatalog beschäftigt und Prüfverfahren wie die Bahngenauigkeitsanalyse oder die Laserleistungsmessung entwickelt. Natürlich ist auch die eigentliche Maschine Teil des Audits. Hier konnte sich toolcraft auf TRUMPF als Laser- und Maschinenbauspezialisten voll verlassen. Dank viel Know-how und jahrzehntelanger Erfahrung in der Lasertechnik garantiert TRUMPF auch bei der eigentlichen Strahlquelle und all ihrer Einzelkomponenten höchste Qualität und Prozessstabilität.

Umsetzung

Toolcraft verfügt u. a. über ein hauseigenes Labor mit umfangreichem Equipment, um die Pulver- und Bauteilqualität zu prüfen. Beispielsweise kann Sauerstoff und Stickstoff im Pulver oder im fest geschmolzenen Körper analysiert werden. Das Pulvermanagement stellt ein zentrales Element bei Nadcap dar. Darüber hinaus nutzt das Unternehmen eine eigene Zugprüfanlage und hat Dauerschwingfestigkeitsanlagen installiert. Ein weiterer Erfolgsfaktor für die Zertifizierung ist das TRUMPF Gesamtkonzept. So stellt die Wartung und Instandhaltung der Maschinen durch den technischen Kundendienst von TRUMPF ein ebenso wichtiges Kriterium dar, wie die intelligenten Monitoringlösungen, die den Bauprozess professionell analysieren und überwachen. Das Wechselzylinderprinzip der TruPrint Maschinen ermöglicht darüber hinaus einen reibungslosen Teilefluss. Für jedes Material fertigt toolcraft, in den neu gebauten und optimal auf die Anforderungen der additiven Fertigung ausgerichteten Hallen, auf einer eigenen Maschine und nutzt für das Pulver- und Teilehandling einen separaten Raum mit zugehöriger Entpack- inklusiv Siebstation. Die intensive Vorbereitung hat sich gelohnt: toolcraft hat die Nadcap-Zertifizierung bestanden – mit null Fehlern.

Ausblick

Toolcraft zählt nun zu einem erlesenen Kreis von Unternehmen, die als erstes 3D gedruckte Bauteile für die Luft- und Raumfahrt nach höchsten Standards produzieren können. Im Kontakt mit den Kunden aus der Branche ist Nadcap für toolcraft der klare Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen potenziellen Lieferanten. Sowohl TRUMPF als auch toolcraft haben durch die enge und partnerschaftliche Zusammenarbeit während des Prüfverfahrens sehr viel dazu gelernt, sodass beide Unternehmen bestens gerüstet sind für die nächste Herausforderung.