Das INEOS TEAM UK ist ein britisches Segelteam, welches sich das ehrgeizige Ziel gesetzt hat, eines Tages den America’s Cup zu gewinnen. Um das Ziel zu erreichen, war es notwendig, wichtige Strukturkomponenten zu optimieren. Dafür empfahl es sich auch 3D-Druck einzusetzen. Dank intelligenter, automatisierter Designiterationen, 3D-Druckern von Renishaw und der Siemens AM Software gelang dem Team eine Gewichtsreduktion von 26% zu erreichen.

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Das britische Segelteam INEOS TEAM UK wurde 2014 mit dem Ziel gegründet, eines Tages den America’s Cup in Großbritannien zu gewinnen. Dabei handelt es sich um den ältesten internationalen Sportpokal der Welt seit 1851, wie Siemens in einer Pressemitteilung erklärt.

Neues Design für Kugel auf dem Mast

Das Team konstruierte ein Boot für das America’s Cup-Rennen 2021. Um den Testplan einzuhalten, mussten sie die Kugel am Mast neugestalten. Die Kugel spielt eine wichtige Rolle für den Antrieb des Bootes. Sie verbindet Masten und Segel mit dem Rumpf. Es galt, eine Kugel zu entwickeln, die so leicht wie möglich war und gleichzeitig stark genug für die angedachte Aufgabe.

Test-Boot auf Wasser
Dem INEOS TEAM UK gelangen bereits 4 Siege beim Cup im Januar 2021 (im Bild: Test-Boot T5)(Bild © INEOS TEAM UK).

Zusammen mit NX Generative Engineering, Simcenter HEEDS Design Exploration und der Siemens AM Software arbeitete das INEOS Team UK an einer Lösung. Zuerst wurde die Topologie für ein vorläufiges Design der Kugel optimiert. Mit der Software Simcenter HEEDS Design Exploration konnten sie das Design automatisch überprüfen. Es wurden 300 Designs mit 14 Parametern in einem Bruchteil der Zeit überprüft, die normalerweise für Design-Iterationen nötig wären.

Der Entwicklungsprozess

Das Modell, das aus dem optimalen Design ermittelt wurde, wurde mit der Siemens AM-Software vorbereitet und mit einer Metall-3D-Druck-Maschine von Renishaw gedruckt. Die fertige Kugel war 0,47 Kilogramm schwer statt wie üblich 1 Kilogramm. Die Belastung durch die Kugel reduzierte sich um 26%. Das neue Teil war somit sowohl leichter als auch stärker.

Entwicklungsprozedur für optimale Mast-Kugel
Um das Gewicht zu reduzieren, erfolgte eine automatische Bewertung des Designs (im Bild: Überblick über die Gesamtprozedur) (Bild © INEOS TEAM UK).

Der America’s Cup 2021 begann vor wenigen Tagen. In vier Rennen schaffte das INEOS Team UK bereits vier Siege. Der Aufwand mit dem 3D-Drucker scheint sich für das Team gelohnt zu haben.

Auch in anderen Bereichen konnten Boot-Hersteller mit 3D-Druck deutliche Verbesserungen erreichen. Das Start-up OCore stellte 2018 zum Beispiel einen optimierten Schiffsrumpf aus dem 3D-Drucker vor. 

Video: Strukturelle Komponenten mit Hilfe von 3D-Druck verbessern

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