Ein Team aus Ingenieuren von GE Additive und GE Aviation hat vier neue Teile für eine Turbine mit dem 3D-Druck hergestellt. Dabei waren Faktoren wie Kosten und Time-to-Market besonders wichtig für die Unternehmen. Die Teile wurden nicht verändern, aber optimiert, wodurch bis zu 35% an Kosten eingespart werden.

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Der Feinguss von Bauteilen ist eine bewährte Methode in vielen Branchen. Doch er ist sehr kostenintensiv und werden kurzfristig neue Bauteile benötigt, kann eine Herstellung bis zu 18 Monate dauern. Um flexibel zu bleiben, müssen Ersatzteile daher gelagert werden, was wiederum weitere Kosten verursacht.

Die beiden Unternehmen GE Additive und GE Aviation haben Blogartikel von GE Aviation jetzt für ein Gasturbinenwerk vier neue Teile in 3D gedruckt. Dabei standen Faktoren wie Kosten und Time-to-Market besonders im Vordergrund. Bereits 2018 demonstrierte GE Aviation mit dem GE Catalyst Turboprop-Triebwerk, wie vorteilhaft sich der 3D-Druck erweisen kann.

Vom Guss zu 3D-Druck

Die Zapfluftadapterkappen wurden bisher mit Feinguss hergestellt. Der 3D-Druck kann den Unternehmen bis zu 35% an Kosten sparen. Der komplette Konvertierungsprozess dauerte 10 Monate, von der Teilidentifikation bis zum 3D-Druck der Prototypyen. Traditionell gegossene Luft- und Raumfahrtteile entstehen in der Regel in bis zu 18 Monaten. Durch Dutzende andere Motorenkomponenten, die von den Ingenieuren als für den 3D-Druck geeignet eingestuft wurden, sind weitere hohe Kosteneinsparungen möglich.

Eric Gatlin, Leiter der additiven Fertigung bei GE Aviation, erklärt:

„Dies ist ein Grundpfeiler. Es ist das erste Mal, dass wir einen Teil-für-Teil-Austausch durchgeführt haben, und es war billiger, dies mit AM zu tun als mit Gießen. Um sicherzustellen, dass wir die Kostenwettbewerbsfähigkeit unter Beweis stellen, ließen wir die Teile von vier externen Anbietern anfertigen, und wir kamen mit der additiven Fertigung immer noch niedriger an.“

3D-gedruckte Adapterkappen verschiedene Perspektiven
Eingesetzt werden die 3D-gedruckten Adapterkappen (im Bild) in eine Land-Marine Turbine LM9000, die derzeit für ein Energieunternehmen von den Partnern hergestellt wird.

Details zum 3D-Druck der Komponenten

Die vier Teile CoCr-Adapterkappen wurden mit dem Concept Laser M2 Series 5 3D-Drucker von GE Additive hergestellt. Der 3D-Drucker hat ein Bauvolumen von 245 x 350 x 350 mm und einen 1-kW Laser. Die Teile mussten nicht neugestaltet, aber für den 3D-Druck optimiert werden. Eingesetzt werden sie in eine Land-Marine Turbine LM9000, die derzeit für ein Energieunternehmen von den Partnern hergestellt wird.

Concept Laser M2 Series 5
Die Bauteile wurden mit dem 3D-Drucker Concept Laser M2 Series 5 (im Bild) hergestellt (Bild © GE Additive)

Gaitlin weiter:

„Wir haben ganz vorne gesagt, dass wir ein Material auswählen werden, das wir bereits qualifiziert haben. In der Produktion haben wir uns für den M2 entschieden, weil wir ihn gut kennen. Und wir wollten keine Designänderungen im Großhandel vornehmen, nur einige Verbesserungen, damit wir die Teile erfolgreich drucken konnten. Wir haben so viele Schritte wie möglich vereinfacht, damit das Team schnell laufen kann.“

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