Drucken statt gießen

Den Ausgangspunkt für das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Projekt bilden Gehäuse für Schiffsgetriebe, die als Unikate bisher im Gussverfahren hergestellt werden. Ein Verfahren, das nicht nur aufwendig ist, sondern auch massive und damit sehr schwere sowie ressourcenintensive Teile hervorbringt.

Die additive Fertigung böte erhebliche Vorteile, neben dem Wegfall des Formenbaus ließe sich die Konstruktion verfahrensgerecht optimieren. Durch Integration von Hohlräumen und Wandstärkenoptimierung reduziert sich der Materialbedarf. Das Projektteam geht davon aus, dass ein Stahlgehäuse von derzeit 13 Tonnen Masse nur noch 10 Tonnen wiegen würde.

Lichtbogenschweißen

Verfahrensseitig setzt man auf das lasergestützte Lichtbogenschweißen, bei dem Stahldraht aufgeschmolzen und Schicht um Schicht aufeinander gelegt wird. Damit Großteile in akzeptabler Zeit machbar sind, zielt das Vorhaben auf einen stündlichen Durchsatz von 5 Kilogramm Stahl ab. Auch der notwendige Druckraum sprengt die bisherigen Dimensionen des 3D-Drucks, er müsste 6 Meter lang, 3 Meter breit und anderthalb Meter hoch sein.

Qualitätskontrolle inklusive

Während sich das Laser Zentrum Hannover e.V. diesem Aspekt widmet, arbeitet man am Institut für Integrierte Produktion Hannover an der Qualitätssicherung. Mittels Inline-Messetchnik sollen bereits während des Druckvorganges Fehler erkannt und die Druckparameter automatisch korrigiert werden.

Neben den beiden Instituten sind vier weitere Partner beteiligt, die Federführung des bis Ende 2021 laufenden Forschungsprojekts liegt beim Schiffsgetriebe-Hersteller Reintjes.

Spannungsprobleme

Zusätzlich zur Bauraumgröße gibt es noch ein weitaus komplexeres Problem zu lösen: Spannungen im Bauteil, die durch Schrumpfungsprozesse beim Abkühlen entstehen.

Quelle: Institut für Integrierte Produktion GmbH, Hannover