Schiffsgetriebegehäuse entstehen traditionell in einer Gießerei. In einem Projekt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) wird derzeit an der Entwicklung eines riesigen XXL-Metall-3D-Druckers gearbeitet, mit dem tonnenschwere Getriebeteile additiv hergestellt werden sollen. Das Projekt läuft bis 2021. Wir stellen es vor.

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Eine Gruppe von Unternehmen und Forschungsinstituten kümmert sich um die Planung und Entwicklung eines 3D-Druckers, der mehrere Tonnen schwere Bauteile aus Stahl fertigen können soll, zum Beispiel für Schiffsgetriebegehäuse. Bisher wurden Gussformen angefertigt, um das jeweilige Schiffsgetriebegehäuse in der Gießerei herzustellen. Mit dem 3D-Druck entfällt dieser Arbeitsschritt, wie das IPH in einer in einer Pressemitteilung erklärt.

Sechs Meter langer Druckraum

Der neuartige 3D-Drucker soll über einen gigantischen Bauraum von 6 x 3 x 1,5 m verfügen. Das entspricht fast der Größe eines Frachtcontainers. Hohlräume und Wabenstrukturen können 3D-gedruckt genauer hergestellt werden. Das Gewicht der Bauteile reduziert sich. Ein gegossenes Getriebegehäuse wiegt 13 Tonnen. 3D-gedruckte Getriebegehäuse würden nur noch 10 Tonnen wiegen.

Die Forscher des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) setzen beim 3D-Druck der Gehäuseteile auf das laserunterstützte Lichtbogen-Schweißen. Auch das Bremer Institut für angewandte Strahlentechnik (BIAS) arbeitet mit einer Lichtbogen-Schweißanlage, um große 3D-gedruckte Objekte aus Metall anzufertigen, wie wir 2018 berichtet haben. Beim Lichtbogen-Schweißen wird Stahldraht aufgeschmolzen und Schicht für Schicht aufeinander geschweißt.

Fünf Kilogramm Stahl pro Stunde Schicht per Schicht

Die Forscher möchten erreichen, dass der 3D-Drucker fünf Kilogramm Stahl pro Stunde auftragen kann. Die Ingenieure des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH entwickeln eine Inline-Messtechnik, um für die Qualität der Bauteile sorgen. Während des Druckens werden Fehler erkannt und korrigiert.

Schiffsgetriebe
Durch 3D-gedruckte Schiffsgetriebegehäuse können bis zu 3 Tonnen an Gewicht eingespart werden (Bild © REINTJES GmbH).

Weitere Details

Bei Bedarf werden Parameter im Druckprozess angepasst. Wird zum Beispiel zu viel aufgetragen in einem Schritt, wird im nächsten Schritt weniger aufgetragen. Da beim Drucken Teile bereits abgekühlt ist und immer heißes Material nachfolgt, kommt es zum Verzug der Bauteile. Das muss noch korrigiert werden. Insgesamt sind fünf Unternehmen und Institute beteiligt. Die REINTJES GmbH, ein Hersteller von Schiffsgetrieben, leitet das Projekt. Der XXL-3D-Drucker soll von der EILHAUER Maschinenbau GmbH gebaut werden.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) kümmert sich um das laserunterstützte Lichtbogenschweißen. Der Druckkopf wird von der TEWISS – Technik und Wissen GmbH entwickelt. Das Projekt, das bis Ende 2021 läuft, wird vom Projekt „Energie- und ressourceneffiziente Herstellung großskaliger Produkte durch additive Fertigung am Beispiel von Schiffsgetriebegehäuse (XXL3DDruck)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert

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