Energie- und ressourceneffiziente Herstellung großskaliger Produkte durch additive Fertigung am Beispiel von Schiffsgetriebegehäusen

Thema XXL-Produkte, Additive Fertigung
Projekttitel Energie- und ressourceneffiziente Herstellung großskaliger Produkte durch additive Fertigung am Beispiel von Schiffsgetriebegehäusen (XXL3DDruck)
Laufzeit 01.01.2019 – 01.10.2022
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Die Herstellung von großskaligen Produkten mit Unikat-Charakter gestaltet sich in der Regel energie- und ressourcenintensiv; zum einen durch große zu handhabende Abmessungen und Gewichte oder eine oftmals überdimensionierte Auslegung und zum anderen durch hohe spezifische Energiebedarfe der eingesetzten Fertigungsverfahren.

Im Projekt XXL3DDruck wird die energie- und ressourcenschonende Herstellung von großskaligen Bauteilen am Beispiel eines Schiffgetriebegehäuses mittels additiver Fertigung erprobt. In einem überdimensionalen „3D-Drucker" werden durch Laserauftragschweißen Einzelteile bis zu einer Masse von 9 Tonnen „gedruckt".

Einige Herstellungsprinzipien, wie beispielsweise das Gussverfahren bei Schiffsgetriebegehäusen, benötigen zusätzliche Ressourcen in Form eines Modellbaus. Der notwendige Prozessenergiebedarf für die Herstellung eines großskaligen Unikats (Schiffsgetriebegehäuse) soll mit Hilfe eines additiven Fertigungsprozesses um mindestens 20 Prozent reduziert werden. Weitere Einsparungen ergeben sich durch den reduzierten Materialeinsatz insgesamt. Zusätzlich eröffnen sich dem Schiffsgetriebehersteller Möglichkeiten für neue und individuelle Designs der Gehäuse, die mit einem deutlich verringerten Materialeinsatz dennoch belastungsgerecht realisiert werden können.

Das IPH entwickelt im Projekt XXL3DDruck eine Inline-Messtechnik zur Überwachung des Prozesses. Damit können Korrekturen in den Einstellungen des Prozesses und am Bauteil noch während des Fertigungsvorgangs automatisiert durchgeführt werden.

  • Keine aktuellen Termine vorhanden.
  • 15.12.2020
  • Webkonferenz

Veröffentlichungen zum Projekt

Durch Additive Fertigung können Bauteile flexibel gefertigt werden. Gerade für Produkte mit Unikatcharakter ist dieser Fertigungsprozess geeignet. In der Fertigung von großen Bauteilen, die bisher im Guss gefertigt werden, bietet dies die Vorteile von größerer Flexibilität in der Konstruktion und den Verzicht auf den Bau von, bei Unikaten nur einmalig genutzten, Formen. Um Großbauteile additiv zu fertigen, entwickelt ein Konsortium aus fünf Unternehmen einen neuen 3D-Drucker für XXL-Produkte. Zur Qualitätssicherung hat das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover zwei Überwachungssysteme implementiert. Diese erfassen die Geometrie mittels dreier Laserlinienscanner und regeln den Fertigungsprozess während des Drucks mit zwei unterschiedlichen Softwaresystemen.

XXL-Produkte, Großbauteile, Additive Fertigung, 3D-Druck, Qualitätssicherung

Der 3-D-Druck von großen maschinenbaulichen Komponenten mit Unikatcharakter wie beispielsweise Gehäuse von Schiffsgetrieben hat als sogenannte Additive Fertigung ein großes Entwicklungspotential. Als Alternative zum Gießen mit aufwändigem Formenbau bietet die Additive Fertigung von solchen Groß-Produkten deutlich größere konstruktive Freiheiten. Dazu entwickelt ein Konsortium aus Forschungsinstituten und Unternehmen aus Hannover, Langenhagen und Hameln gemeinsam einen XXL-3DDrucker mit einem Bauraum von 4,5 m * 3 m * 1,4 m.

Additive Fertigung, 3D-Druck, XXL-Produkte, Unikatfertigung, Qualitätsüberwachung

Förderer

Das Projekt mit dem Förderkennzeichen 03ET1644C wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert und vom Projektträger Jülich (PTJ) betreut.

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