Im Projekt XXL-3DDruck haben Forschende des Laser Zentrum Hannover (LZH) gemeinsam mit den Verbundpartnern eine ressourcenschonendere Herstellung von XXL-Bauteilen erprobt. Dazu haben sie Teile eines bis zu drei Tonnen schweren Schiffgetriebegehäuses in einem überdimensionalen 3D-Drucker durch ein laserunterstütztes Lichtbogenverfahren Schicht für Schicht gefertigt.
Der sehr groß dimensionierte Drucker beim Schiffsgetriebe-Hersteller Reintjes mit einem Bauraum von 3 x 4,5 Metern ist ein Prototyp, der nur zu Forschungs- und Entwicklungszwecken eingesetzt wird. Er arbeitet mit laserunterstütztem Lichtbogenauftragschweißen, einem leistungsfähigen, additiven Prozessverfahren für Metalle, das einen hohen Massedurchsatz erzielt. Der Drucker ermöglicht dem Konsortium den Auftrag von bis zu 3,2 Kilogramm Stahl pro Stunde.
Durch die additive Fertigung der normalerweise im Gußverfahren hergestellten Bauteile wird Material und Energie gespart, so die Forschenden: Es entfällt nicht nur das Anfertigungen von Gußformen und der energieintensive eigentliche Gießprozess. Vielmehr kann auch das Bauteil selbst neu und anders konstruiert werden, so dass sich beispielsweise durch Hohlwände Gewicht sparen lässt. So werden darüberhinaus auch bei der Herstellung und im Schiffsbetrieb Ressourcen geschont: Es wird weniger Material verbaut und dank Leichtbau kommt das Schiff mit weniger Treibstoff aus.
Als Demonstrator dient ein Teil eines Schiffsgetriebegehäuses, das sich aktuell noch in der Fertigung befindet. Durch die Additive Fertigung möchten die Projektbeteiligten das Gewicht eines Schiffsgetriebegehäuses um mehrere Tonnen verringern. Außerdem sollen Fertigungs- und Beschaffungszeit reduziert sowie Rohstoffe eingespart werden.
Die Leitung des Projekts lag bei Reintjes. Das LZH war zuständig für die Entwicklung der Prozesstechnik. Das Unternehmen Eilhauer Maschinenbau übernahm den Anlagenbau des XXL-3D-Druckers. Tewiss – Technik und Wissen war für den Bau des Druckkopfes und die Steuerung des Druckers zuständig. Das IPH Institut für Integrierte Produktion Hannover entwickelte eine Inline-Messtechnik zur Prozessüberwachung. Gefördert wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unter dem Förderkennzeichen 03ET1644C gefördert (Laufzeit 2019 – 2023).
Bild oben: Dieses Probebauteil aus Stahl wiegt etwa 18 kg. Bei maximalem Durchsatz dauert die Fertigung dieses Probebauteils etwa sechs Stunden. (Quelle: LZH)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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