Additive Fertigung löst die Problemstellungen von Raumfahrtbauteilen, Heyi Aerospace sucht nach Angel-Finanzierung.

Die kommerzielle Raumfahrtindustrie erlebt derzeit ein explosives Wachstum, und die Anforderungen an die Herstellung von Raketentriebwerken und Satellitenstrukturteilen in Bezug auf Leichtbau, Integration und schnelle Iteration steigen sprunghaft an. Herkömmliche mechanische Bearbeitungs- und Gießverfahren stoßen bei der Bewältigung komplexer Innenhohlräume, formangepasster Kühlkanäle und schneller Designiterationen häufig auf Engpässe wie lange Zyklen, geringe Materialausnutzung und eingeschränkte Gestaltungsfreiheit.

Hangzhou Heyi Aerospace Technology Co., Ltd. (im Folgenden als „Heyi Aerospace“ bezeichnet) hat sich entschieden, in diesen Markt mit umfassenden Dienstleistungen für die additive Fertigung von Metallen einzutreten. Durch das dreigliedrige Modell „Entwicklung neuer Materialien + vorverlagerte DfAM-Gestaltung + ingenieurmäßiges Qualitätssystem“ bietet es kommerziellen Raumfahrtunternehmen integrierte Lösungen von Materialien und Design bis zur Serienlieferung an. Derzeit hat Heyi Aerospace die Angel-Runde der Finanzierung initiiert und plant eine Finanzierung von 20 Millionen Yuan mit einer Post-Money-Bewertung von 200 Millionen Yuan.

Branchenproblem: Das „unmögliche Dreieck“ bei der Herstellung von kommerziellen Raumfahrtkomponenten

Die Kernanforderungen der kommerziellen Raumfahrt an Komponenten lassen sich als „leicht, schnell, leistungsstark“ zusammenfassen: Die Struktur muss leicht sein, um die Startkosten zu senken, die Entwicklung muss schnell iterieren, um den Startzyklus zu verkürzen, und die Leistung muss ausreichend hoch sein, um extremen Betriebsbedingungen standzuhalten. Herkömmliche subtraktive Fertigungsverfahren (CNC) und Gießverfahren können die drei Punkte häufig nicht gleichzeitig erfüllen, was das branchenweit anerkannte „unmögliche Dreieck“ bildet.

Am Beispiel von Flüssigraketentriebwerken enthalten Kernkomponenten wie Schubkammern, Einspritzdüsen und Turbopumpen eine große Anzahl komplexer innerer Strömungskanäle und dünnwandiger Strukturen. Bei herkömmlichen Verfahren müssen Dutzende von Teilen separat bearbeitet und dann durch Schweißen zusammengebaut werden. Dies führt nicht nur zu einem mehrmonatigen Zyklus, sondern macht auch die Schweißnähte zu einer Schwachstelle der Zuverlässigkeit. Die additive Fertigungstechnologie (3D-Druck) kann durch schichtweises Auftragen von Metallpulvern theoretisch beliebig komplexe Strukturen in einem Stück formen, die Anzahl der Teile um mehr als 70 % reduzieren und gleichzeitig den Entwicklungszyklus auf wenige Wochen verkürzen.

Die Realität in der Branche sieht jedoch so aus: Die meisten Anbieter additiver Fertigung arbeiten noch im Lohnfertigungsmodell „Drucken nach vorgelegtem Zeichnung“ und fehlen an tiefgreifenden Kooperationsfähigkeiten von der Material- bis zur Designebene. Die Abhängigkeit von extern eingekauften Materialien führt zu einer offensichtlichen Obergrenze der Leistung. Die Trennung von Design- und Fertigungsstufen führt zu einer niedrigen Erfolgsrate beim Drucken und hohen Kosten für die Nachbearbeitung. Die rückständige Entwicklung des Qualitätsmanagementsystems behindert den Übergang von der „Prototypenherstellung“ zur „Serienproduktion“. Genau dies ist die industrielle Chance, die Heyi Aerospace erkannt hat.

Lösung: Geschlossener Gesamtkreislauf aus „Material – Design – Verfahren – Qualität“

Die Kernpositionierung von Heyi Aerospace ist „Anbieter von umfassenden Dienstleistungen für additiv gefertigte Metallkomponenten in der kommerziellen Raumfahrt“. Im Gegensatz zu dem in der Branche üblichen Lohnfertigungsmodell für den 3D-Druck erweitert Heyi Aerospace seine Fähigkeiten sowohl in Richtung der vorgelagerten Materialien als auch der vorausgehenden Gestaltung und bildet einen vollständigen geschlossenen Kreislauf, der „Materialentwicklung – DfAM-Produktgestaltung – Verfahrensentwicklung – Komponentenherstellung – Qualitätskontrolle“ abdeckt.

Auf der Materialseite verfügt Heyi Aerospace über eine KI-gesteuerte Fähigkeit zur Gestaltung neuer Legierungszusammensetzungen, kombiniert mit thermodynamischen Modellen zur Vorhersage der Materialeigenschaften, und entwickelt begleitende Verfahren zur Steuerung der Reinheit, Fließfähigkeit und Korngrößenverteilung von Pulvern. Das Team hat mehrere industrialisierbare Ergebnisse wie aluminiumlegierte Werkstoffe mit einer Temperaturbeständigkeit von 400 ℃ und hochfeste Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe vorbereitet, um die Anforderungen der kommerziellen Raumfahrt an leichte Hochtemperatur-Strukturwerkstoffe von der Quelle aus zu erfüllen.

Auf der Designebene integriert Heyi Aerospace das Konzept von DfAM (Design für additive Fertigung) vorverlegt in die Phase der Produktdefinition. CEO Ma Limin ist einer der frühen Verfechter des DfAM-Bereichs in China, hat das „Handbuch für die additive Fertigungsgestaltung“ übersetzt und veröffentlicht und den professionellen WeChat-Offiziellen Account „Innovatives Design für additive Fertigung“ gegründet. Das Team führt in der Designphase DfAM-Maßnahmen wie Topologieoptimierung, integrale Konfiguration und formangepasste Kühlung ein, sodass das Produkt vor dem Drucken bereits für das additive Verfahren optimiert ist, was die Erfolgsrate beim Drucken und die Leistungsmerkmale erheblich verbessert.

Auf der Verfahrens- und Qualitätsseite hat Heyi Aerospace ein umfassendes Qualitätsmanagementsystem aufgebaut, das von der Eingangsprüfung von Rohstoffen, der Prozesssteuerung bei der additiven Herstellung bis zur Röntgenprüfung, industriellen CT-Scans, Fluoreszenz-Eindringprüfung und Prüfung der mechanischen Eigenschaften reicht. Das Unternehmen verfügt über Qualifikationen wie das GJB 9000C-System, drei ISO-Systeme und die Geheimhaltungsstufe der zweiten Ebene. Die Zielausbeute liegt bei über 95 %, die Effizienzsteigerung bei über 15 %, was direkt das größte Engpassproblem der Branche löst, vom Prototypenbau zur ingenieurmäßigen Serienlieferung überzugehen.

Marktraum und Wettbewerbsbarrieren

Nach Berechnungen von Branchenforschungsinstituten wird das globale Marktvolumen für den 3D-Druck in der kommerziellen Raumfahrt im Jahr 2026 voraussichtlich 32 bis 39 Milliarden Yuan erreichen, wobei der chinesische Markt etwa 13 bis 17 Milliarden Yuan beträgt. Darunter liegt die Durchdringungsrate des 3D-Drucks bei Kernkomponenten von Raketentriebwerken bereits bei 75 % bis 85 %, und die Durchdringungsrate bei Hauptstrukturen von Satelliten beträgt etwa 35 % bis 50 %. Es wird erwartet, dass das inländische Marktvolumen für den 3D-Druck in der kommerziellen Raumfahrt bis 2027 15 Milliarden Yuan und bis 2030 30 Milliarden Yuan übersteigt, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von über 35 % in fünf Jahren.

Was die Wettbewerbslandschaft betrifft, ist BLT als Marktführer in der gesamten Industriekette sowohl bei Geräten als auch bei Dienstleistungen aktiv und führt bei den Einnahmen aus der Luft- und Raumfahrt. Farsoon konzentriert sich hauptsächlich auf den Verkauf von industriellen 3D-Druckgeräten, und der Anteil der Einnahmen aus Komponentendienstleistungen ist relativ gering. Flysing und Xinjinghe konzentrieren sich auf den Bereich der Lohnfertigung von Komponenten. Die Besonderheit von Heyi Aerospace liegt in der Kombination aus „Entwicklung neuer Materialien + vorverlagerte DfAM-Gestaltung + maximale Konzentration auf die kommerzielle Raumfahrt“ – dieses Modell ist im chinesischen Bereich der additiven Fertigung für die kommerzielle Raumfahrt selten, vermeidet den direkten Wettbewerb mit großen Unternehmen bei der reinen Größe der Lohnfertigung und baut stattdessen Kundenbindung durch technische Tiefe und designgebundene Zusammenarbeit auf.

Hintergrund des Teams und aktueller Fortschritt

Das Kernteam von Heyi Aerospace besteht aus erfahrenen Fachkräften in den Bereichen Materialwissenschaft, additive Fertigungsverfahren und kommerzielle Raumfahrt. CEO Ma Limin ist für die Gesamtstrategie und technische Ausrichtung des Unternehmens verantwortlich und ein Experte mit weitreichendem Einfluss im DfAM-Bereich in China. Der stellvertretende Marktleiter Wang Chengyuan hat seinen Bachelor-, Master- und Doktorgrad im Fach Materialwissenschaften an der Beihang-Universität absolviert, war früher Industrieberater in einem ausländischen Unternehmen und Ingenieur für neue Materialien am Tianmushan-Labor. Er verfügt über Fähigkeiten in der Industrieforschung und strategischen Beratung und hat einst Forschungsgelder von über 50 Millionen Yuan verwaltet. Der stellvertretende Technologieleiter Xie Yanjun hat seinen Doktorgrad in Materialphysik und -chemie am Zentralen Forschungsinstitut für Eisen und Stahl absolviert, verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung in der additiven Fertigung, war früher bei Anshun Asia und Antai Technology tätig und hat die Serienlieferung von mehr als 1000 Teilen geleitet. Der Hauptberater Ma Chaoli ist Professor und Doktorvater an der Beihang-Universität, Chefwissenschaftler des nationalen 863-Programms und verfügt über mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Materialforschung. Er leitet die Entwicklung von Kernmaterialien wie temperaturbeständigen Aluminiumlegierungen.

Was die geschäftlichen Fortschritte betrifft, hat das Kernteam von Heyi Aerospace bereits während seiner früheren Tätigkeit bei Hangli Additive die Serienlieferung von mehr als 1000 Teilen und die Produktionsvalidierung von Tausenden von Produkten abgeschlossen. Derzeit hat das Unternehmen beabsichtigte Bestellungen von etwa 50 Millionen Yuan vorbereitet, und die typischen Produkte decken Flüssigraketentriebwerke (der Anteil der additiven Fertigung beträgt etwa 85 %), tragende Platten für Satelliten (stehen kurz vor der Serienproduktion) usw. ab. Das Unternehmen plant, im Jahr 2026 ein Team von 30 Mitarbeitern aufzubauen und 30 additive Fertigungsanlagen zu installieren, und das Umsatzziel für 2027 liegt bei 50 Millionen Yuan.

Heyi Aerospace gibt an, dass die Mittel aus der diesjährigen Angel-Finanzierungsrunde hauptsächlich für die Beschaffung von Anlagen und den Aufbau von Produktionslinien, die Entwicklung neuer Materialien und die Verfahrensvalidierung, die Erweiterung des Teams sowie die Aktualisierung der Qualitätszertifizierung verwendet werden. Das Unternehmen hofft, durch die tiefe Zusammenarbeit mit führenden Unternehmen der kommerziellen Raumfahrt im Zeitfenster der Kapazitätserweiterung der Branche schnell Fähigkeiten zur großskaligen Lieferung aufzubauen und zu einem unverzichtbaren umfassenden Partner für additive Fertigung in der Lieferkette der kommerziellen Raumfahrt zu werden.