Warum ein gutes Bauteil allein noch nicht fliegen darf

22.10.2026

Additive Fertigung eröffnet in der Luftfahrt neue Möglichkeiten - insbesondere bei kleinen Stückzahlen, komplexen Geometrien und schwer verfügbaren Ersatzteilen. Für den Einsatz in einem zugelassenen Luftfahrzeug reicht es jedoch nicht aus, ein Bauteil erfolgreich zu fertigen. 

2. Warum wurde für dieses Bauteil die additive Fertigung gewählt? 

Die additive Fertigung ermöglicht Geometrien und konstruktive Lösungen, die mit konventionellen Verfahren nur sehr aufwendig oder überhaupt nicht herstellbar wären. Dadurch konnten wir das Bauteil gezielt auf die thermischen und mechanischen Belastungen auslegen. 

Hinzu kommt, dass es sich in der Luftfahrt häufig um kleine Stückzahlen handelt. Klassische Werkzeuge und große Produktionsserien sind hier oftmals nicht wirtschaftlich. Die additive Fertigung bietet deshalb gerade für spezielle Ersatzteile, ältere Luftfahrzeuge und technisch anspruchsvolle Kleinserien Vorteile. 

Entscheidend ist jedoch, die Möglichkeiten des Verfahrens bereits in der Konstruktion zu berücksichtigen. Ein vorhandenes Bauteil lediglich in einen 3D-Drucker zu übertragen, schöpft das Potenzial der Technologie nicht aus. 

3. Was unterscheidet ein additiv gefertigtes Luftfahrtbauteil von einem gewöhnlichen industriellen 3D-Druckteil? 

In der Luftfahrt reicht es nicht aus, dass ein Bauteil geometrisch passt und im ersten Versuch funktioniert. Es muss nachgewiesen werden, dass es unter definierten und reproduzierbaren Bedingungen hergestellt wird und seine Eigenschaften im vorgesehenen Betrieb zuverlässig erfüllt. 

4. Warum muss die spätere Zulassung bereits bei der Konstruktion berücksichtigt werden? 

Konstruktion, Fertigung und Nachweisführung lassen sich in der Luftfahrt nicht voneinander trennen. Bereits bei der ersten Auslegung muss klar sein, welche Lasten und Umgebungsbedingungen auftreten, welche Ausfallmechanismen möglich sind und wie die geforderten Eigenschaften später nachgewiesen werden können. 

Wird ein Bauteil zunächst ausschließlich nach technischen oder fertigungstechnischen Gesichtspunkten entwickelt und erst anschließend über die Zulassung nachgedacht, entstehen häufig aufwendige Änderungen, zusätzliche Versuche und vermeidbare Kosten. 

Unsere Erfahrung zeigt deshalb: Die Zulassungsstrategie sollte mit der ersten digitalen Konstruktion beginnen. 

5. Wie sieht der Weg von der Bauteilidee bis zum zugelassenen Flugbetrieb aus? 

Am Anfang stehen die Analyse des bestehenden Bauteils, seiner Funktion, der auftretenden Belastungen und möglicher Schwachstellen. Darauf folgen die Definition der Anforderungen, die Werkstoff- und Verfahrensauswahl sowie die zulassungsorientierte Konstruktion. 

Anschließend werden Fertigungs- und Nachbearbeitungsprozesse festgelegt, Musterteile hergestellt und geprüft. Die Ergebnisse fließen wiederum in die Konstruktion und Prozessdefinition ein. Parallel entsteht die technische Dokumentation für die Nachweisführung. 

Danach folgen die erforderlichen Prüfungen unter möglichst realistischen Bedingungen sowie die Abstimmung mit den beteiligten Entwicklungs- und Genehmigungspartnern. Erst wenn Konstruktion, Herstellungsprozess, Prüfergebnisse und Dokumentation zusammenpassen, kann daraus eine genehmigungsfähige Lösung werden. 

6. Welche Rolle spielen Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit? 

Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit sind ein zentraler Bestandteil der Zulassung. Bei einem additiv gefertigten Metallbauteil können unter anderem das Ausgangsmaterial, die Ausrichtung des Bauteils im Bauraum, die Prozessparameter, die Wärmebehandlung und die mechanische Nachbearbeitung Einfluss auf die späteren Eigenschaften haben. 

Deshalb muss nachvollziehbar sein, aus welchem Material und unter welchen Bedingungen ein Bauteil gefertigt wurde. Ebenso wichtig sind dokumentierte Prüfungen und eindeutige Freigabekriterien. 

Nur mit einer geschlossenen und reproduzierbaren Prozesskette kann nachgewiesen werden, dass nicht lediglich ein einzelnes Muster funktioniert, sondern dass auch weitere Bauteile mit den festgelegten Eigenschaften hergestellt werden können. 

7. Welche technischen Nachweise waren für das ausgezeichnete Bauteil erforderlich? 

Zunächst mussten die Anforderungen aus Temperatur, Belastung, Vibration und Einbausituation ermittelt werden. Anschließend wurden Konstruktion, Werkstoff und Herstellungsverfahren bewertet und durch entsprechende Material-, Maß- und Funktionsprüfungen abgesichert. 

Als Werkstoff kommt EOS NickelAlloy IN718 zum Einsatz, eine hochtemperatur- und korrosionsbeständige Nickelbasislegierung. Gefertigt wird das Bauteil im pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzverfahren PBF-LB/M. Zur Nachbearbeitung gehören unter anderem Spannungsarmglühen, das Entfernen der Stützstrukturen, Präzisionsbearbeitung und Keramikperlenstrahlen. Jede Produktionscharge wird eindeutig gekennzeichnet und vollständig rückverfolgbar dokumentiert. 

8. Warum ist die Zusammenarbeit verschiedener Partner bei solchen Projekten so wichtig? 

Eine Luftfahrtzulassung ist immer interdisziplinär. Der Betreiber kennt die praktischen Probleme und Belastungen. Konstruktion und Berechnung liefern die technische Auslegung. Fertigungs- und Werkstoffexperten beherrschen den additiven Prozess. Entwicklungs- und Genehmigungsorganisationen bewerten die Nachweise und stimmen den Zulassungsweg mit der Behörde ab. 

VOCUS übernimmt dabei eine koordinierende Rolle zwischen Bauteilentwicklung, additiver Fertigung und Zulassung. Als koordinierender Entwicklungspartner und Bindeglied zwischen Konstruktion, additiver Fertigung, Erprobung und Zulassung verantwortete VOCUS die Entwicklung und Zulassungskoordination. Das Unternehmen ist außerdem Inhaber des EASA-STC. 

Beteiligt waren Materialise als zertifizierter Produktionspartner für Bauvorbereitung, additive Metallfertigung und digitale Rückverfolgbarkeit, EOS mit dem Fertigungssystem, dem Werkstoff und der technischen Prozessplattform sowie Binder Motorenbau und SOLO Aero Engines für die Prüfstandsläufe. Die EASA war als zuständige Zulassungsbehörde eingebunden, ist jedoch kein Projektpartner. 

Gerade bei neuartigen Technologien ist diese enge Abstimmung entscheidend. Viele Projekte scheitern nicht an der technischen Idee, sondern daran, dass Fertigung, Dokumentation und Zulassungsanforderungen zu spät zusammengeführt werden. 

9. Für welche Anwendungen ist dieser Ansatz besonders interessant? 

Besonders interessant ist er bei Bauteilen, die entweder nicht mehr lieferbar sind, entweder/oder nur in kleinen Stückzahlen benötigt werden oder bei denen die konventionelle Fertigung sehr aufwendig ist. Das betrifft sowohl ältere Luftfahrzeuge als auch aktuelle Muster mit speziellen oder häufig verschleißenden Komponenten. 

Weitere sinnvolle Anwendungen sind thermisch hochbelastete Teile, komplexe Geometrien, die Integration mehrerer Funktionen in einem Bauteil oder Bauteile, deren Lebensdauer durch eine konstruktive Neuauslegung verbessert werden kann. 

Allerdings ist nicht jedes Bauteil automatisch für additive Fertigung geeignet. Am Anfang muss deshalb immer eine technische und wirtschaftliche Bewertung stehen. 

10. Welche technischen und wirtschaftlichen Vorteile können gegenüber einer konventionellen Nachfertigung entstehen? 

Neben der geometrischen Gestaltungsfreiheit kann die additive Fertigung Werkzeugkosten reduzieren, Lieferketten vereinfachen und die Herstellung kleiner Stückzahlen ermöglichen. Bei älteren Luftfahrzeugen kann sie dazu beitragen, nicht mehr verfügbare Ersatzteile wieder wirtschaftlich bereitzustellen. 

Der größte Vorteil entsteht jedoch häufig über den gesamten Lebenszyklus. Wenn ein Bauteil eine höhere Lebensdauer erreicht, Wartungsintervalle verlängert oder Ausfallzeiten reduziert werden können, ist nicht allein der Preis des einzelnen Bauteils entscheidend. 

Additive Fertigung ist daher nicht grundsätzlich die billigste Fertigungsmethode. Richtig eingesetzt kann sie aber technisch und wirtschaftlich die nachhaltigere Lösung sein. 

11. Lässt sich das Vorgehen auf andere Bauteile und Luftfahrzeugmuster übertragen? Die konkrete Zulassung gilt immer für das jeweilige Bauteil und den definierten Anwendungsbereich. Übertragbar sind jedoch die entwickelte Methodik, die Prozesskenntnisse und die Erfahrung aus der technischen Nachweisführung. 

Wir haben mit diesem Projekt gelernt, welche Fragestellungen früh geklärt werden müssen, wie eine belastbare Prozesskette aufgebaut wird und welche Schnittstellen zwischen Konstruktion, Fertigung, Prüfung und Zulassung besonders wichtig sind. Dieses Wissen kann in weitere Minor-Change- und STC-Projekte einfließen und dazu beitragen, Entwicklungsrisiken sowie unnötige Iterationen zu reduzieren. 

Ein Minor Change ist eine genehmigte, geringfügige Änderung am Musterentwurf eines Luftfahrzeugs. Die entwickelte Methodik kann somit sowohl bei kleineren genehmigungspflichtigen Änderungen als auch bei umfangreicheren STC-Projekten eingesetzt werden. 

12. In welcher Phase eines möglichen Zulassungsprojekts sollte ein Unternehmen VOCUS einbeziehen? 

Idealerweise sehr früh - bereits dann, wenn ein Ersatzteilproblem oder die erste Idee für eine additive Lösung entsteht. 

Zu Beginn sollte bewertet werden, ob die additive Fertigung für die jeweilige Anwendung technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist. Wenn dies der Fall ist, können die zulassungsorientierte Entwicklung, die Definition der Fertigungs- und Prüfprozesse sowie die technische Dokumentation und Nachweisführung gemeinsam mit den erforderlichen Genehmigungspartnern geplant und begleitet werden. 

Je früher Konstruktion, Fertigung und Zulassungsstrategie zusammengeführt werden, desto zielgerichteter lässt sich das Projekt umsetzen. 

13. Welche weiteren Anwendungen und Entwicklungen sehen wir für die additive Fertigung in der zertifizierten Luftfahrt? 

Die additive Fertigung wird sich zunehmend vom einzelnen Demonstrator hin zu einer regulären Fertigungsoption entwickeln. Besonders großes Potenzial sehen wir bei Ersatzteilen, thermisch hochbelasteten Komponenten, funktional optimierten Bauteilen und kleinen zertifizierten Serien. 

Die größte Herausforderung ist aus unserer Sicht nicht mehr allein die Drucktechnologie. Entscheidend wird sein, digitale Prozessketten, Qualitätssicherung und Zulassungsanforderungen so miteinander zu verbinden, dass daraus reproduzierbare und wirtschaftlich nutzbare Luftfahrtprodukte entstehen. 

An dieser Schnittstelle kann VOCUS seine Erfahrung aus Entwicklung, additiver Fertigung und Zulassung einbringen. 

14. Welche wichtigste Erkenntnis sollten Unternehmen aus diesem Projekt mitnehmen? 

Additive Fertigung sollte bei sicherheitskritischen Anwendungen nicht isoliert als Fertigungsverfahren betrachtet werden. Entscheidend ist, Konstruktion, Werkstoff, Prozess, Prüfung, Dokumentation und Zulassung von Beginn an zusammenzudenken.