Additive Metallfertigung: Oak Ridge und Boeing drucken 2-Tonnen-Werkzeug
Veröffentlicht am: 23.09.2026 um 12:30 Uhr | Redaktion boerse-global.de
Am 21. September 2026 meldeten das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) und der Luftfahrtkonzern Boeing den erfolgreichen Abschluss eines gemeinsamen Projekts im Bereich der additiven Metallfertigung.
In der US-Forschungseinrichtung Manufacturing Demonstration Facility entstand ein großformatiges Umformwerkzeug, eine sogenannte Stamp Form Die (SFD), zur künftigen Umformung thermoplastischer Verbundwerkstoffe. Das gefertigte Großbauteil misst 6 Fuß in der Höhe, 4 Fuß in der Breite und bringt ein Gewicht von fast 2 Tonnen auf die Waage. Die reine Druckdauer für das massive Metallwerkzeug erstreckte sich über 8 Wochen.
Drahtbasierte Fertigung mit kombinierten Metallen
Für den Herstellungsprozess setzten die Projektpartner auf das drahtbasierte Verfahren des Wire-Arc Additive Manufacturing (WAAM). Die Fertigung erfolgte über das ORNL-eigene System Arc-1, das auf einer Kombination aus einem Roboterarm und einem Schweißbrenner basiert und über mehrere Drahtzufuhren verfügt.
Konstruktiv nutzte das Vorhaben einen Multi-Metall-Ansatz: Während der lasttragende Grundbereich aus Baustahl gedruckt wurde, besteht die eigentliche Arbeitsfläche des Gesenks aus Edelstahl.
Am 22. September 2026 bekannt gewordenen Projektdetails zufolge wurden zudem kurvige Kühl- und Heizkanäle direkt in das Bauteil integriert. Dieser additive Aufbau ersetzt herkömmliche, nachträglich gebohrte Kanäle und ermöglicht eine gezielte Temperatursteuerung im späteren Umformprozess.
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Simulation und Nachbearbeitung bei Partnern
Um Verzug und Verformungen bei Bauteilen dieser Größenordnung zu kontrollieren, waren im Vorfeld insgesamt 32 Simulationsiterationen notwendig. Dank dieser Berechnungen gelang es, die fertigungsbedingte Geometrieabweichung am Ende auf wenige Millimeter zu begrenzen.
Nach dem Druck im Manufacturing Demonstration Facility folgte eine mehrstufige Weiterbearbeitung. Das Bauteil wurde hierfür an den Dienstleister Baker Industries in Michigan übergeben, ein Tochterunternehmen von Lincoln Electric. Vor Ort durchlief das Werkzeug einen Glühprozess (Annealing), um thermische Spannungen aus dem Materialgefüge abzubauen. Zudem wurden die während des additiven Aufbaus erforderlichen Stützrippen mechanisch entfernt.
Geplanter Einsatz im NASA-Projekt HiCAM
Das additive Gesenk soll primär für Boeings Beteiligung an dem von der NASA geleiteten Projekt HiCAM (Hi-Rate Composite Aircraft Manufacturing) genutzt werden. Das Programm zielt darauf ab, die Fertigung neuer Flugzeugstrukturen aus Verbundwerkstoffen signifikant zu beschleunigen.
Bei Bauteilen dieser Größenordnung entscheidet die Verzugsplanung über Ausschuss oder Maßhaltigkeit — im beschriebenen Projekt waren dafür 32 Simulationsiterationen nötig, bis die Geometrie nur noch wenige Millimeter abwich. Der Leitfaden führt Sie durch diesen Simulations-Workflow und die anschließende Wärmebehandlung. Simulations-Workflow gegen Verzug jetzt sichern
Im Rahmen der Forschungsinitiative sind für die Jahre 2028 und 2029 umfassende Demonstrationen an Rumpfkomponenten sowie an einem Flügelkasten vorgesehen. Die 3D-gedruckte Stamp Form Die dient hierbei als Werkzeug zur industrienahen Formgebung thermoplastischer Faserverbundteile.
