Die Digitalisierung verändert die industrielle Fertigung grundlegend. Zum Beispiel durch den 3D-Druck, auch additive Fertigung genannt. Dieses Verfahren ermöglicht es, Objekte fernab von Werken und Logistikzentren herzustellen. Einziger Rohstoff ist das Pulver, aus dem die Teile hergestellt werden. Gleichzeitig erlaubt die additive Fertigung den Entwurf und die Herstellung von Komponenten, die sich auf herkömmliche Art und Weise kaum konstruieren ließen.
Kein Wunder, dass vor allem Maschinenbauer die schier unbegrenzten Möglichkeiten des Verfahrens nutzen wollen. General Electric Aviation beispielsweise. Der weltweit größte Hersteller von Flugzeugmotoren verbaut einen hohen Anteil von Komponenten aus dem 3D-Drucker in seinem neu entwickelten ATP-Turboprop-Triebwerk. Ein Drittel der Bauteile im Motor werden mittlerweile additiv gefertigt.
Erprobtes Material
GE setzt für die additive Fertigung unter anderem eine spezielle Kobalt-Chrom-Legierung ein. Sie wird seit langer Zeit in der Medizintechnik verwendet, etwa für Prothesen oder Zahnimplantate. Das Mqterial ist extrem hitzebeständig, hart, leicht – und günstig. „Weil die Legierung schon lange medizinisch angewandt wurde, ist sie intensiv erforscht worden“, sagt Todd Rockstroh, Laser Processing-Experte im GE-Werk in Cincinnati im US-Bundestaat Ohio.
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Weltweit nutzen viele Hersteller das 3D-Verfahren. Airbus beispielsweise druckt seit Mitte vergangenen Jahres doppelwandige Benzinrohre – und halbiert so nebenbei die Kosten. Der Motorenhersteller Rolls-Royce nutzt den 3D-Druck, um Bauteile für die mächtigen Trent XWB-97-Triebwerke zu fertigen.
Doch der Umfang, in dem GE das neue Verfahren einsetzt, ist bislang in der Branche einmalig. Die ersten Teile, die in Serie gefertigt wurden, waren Einspritzdüsen für den „Leap“-Motor für größere Verkehrsflugzeuge, der unter anderem den Airbus A320neo abheben lässt. Jeder Motor enthält 19 Düsen aus additiver Fertigung, die gar nicht mehr anders hergestellt werden können.
Weniger Einzelteile
Einer der entscheidenden Vorteile des Verfahrens ist, dass der Motor leichter wird und mit sehr viel weniger starren Komponenten auskommt. Beim neu entwickelten ATP-Turboprop-Triebwerk ersetzen zwölf gedruckte Komponenten 855 Einzelteile. Motor-Rahmen, Brennkammer-Auskleidung, Ölsumpf-Behälter bis hin zu den Wärmetauschern und der Abgas-Anlage wurden aus Metall gedruckt. Das Ergebnis: Kleinflugzeuge wiegen durch den sehr viel leichteren Motor insgesamt fünf Prozent weniger – und verbrauchen ein Prozent weniger Treibstoff.
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Für Maschinenbauer bietet das Verfahren enorme Möglichkeiten bei der Planung von Anlagen. GE hat dieses Potenzial erkannt. Doch statt selber herum zu experimentieren, hat GE einfach Know-how gekauft: Im vergangenen Jahr hat das US-Unternehmen für mehr als eine Milliarde US-Dollar den Lübecker Maschinenbauer SLM Solutions und die schwedische Arcam erworben, die beim 3D-Druck in verschiedenen Bereichen führend sind.
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