Leseprobe AUTOCAD & Inventor Magazin 2013/04

mechanik
Rapid Prototyping unterstützt Hilfsprojekt
Mit 3D-Druck zu
neuem Turbinenrad
Die Stromversorgung für ein kleines Krankenhaus in Äthiopien
war wegen eines defekten Turbinenrads nicht mehr
zu gewährleisten. Das Geld für einen Ersatz des Laufrades
fehlte. Durch das gemeinsame soziale Engagement einiger
deutscher und Schweizer Technologie-Unternehmen ließ
sich das Problem nicht zuletzt mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie
schnell und unbürokratisch lösen.
Unter Federführung der Schweizer Turbal
AG, einem mittelständischen Familienunternehmen
mit 50 Jahren Erfahrung
im Turbinen- und Maschinenbau, stand die
Neuanfertigung des Laufrades für die kleine
Klinik im äthiopischen Walga auf dem
Programm. Daneben beteiligten sich der
3D-Druckspezialist voxeljet technology aus
Augsburg, die auf Solar- und Wärmetechnik
fokussierte H. Lenz AG aus Niederuzwil
sowie die Stahlgießerei Wolfensberger AG
aus Bauma an dem Direkthilfeprojekt.
Das Problem: Die konventionelle Herstellung
von Laufrädern ist aufgrund der manuellen
Erstellung mehrerer Sandkernsegmente
und der komplizierten Hinterschneidungen
ein überaus aufwändiges, zeitintensives
und teueres Unterfangen. Die innovative
3D-Drucktechnologie von voxeljet bietet
eine elegante, schnelle und zugleich überaus
wirtschaftliche Lösung für solche Aufgabenstellungen.
„Als wir von dem Problem
erfuhren, entschlossen wir uns spontan zur
Hilfe. Unsere 3D-Drucktechnologie ist für
Fälle wie diese geradezu prädestiniert. Auf
den modernen Druckanlagen in unserem
Dienstleistungszentrum lassen sich Sandformen
und Kerne für den Metallguss in erster
Güte nach CAD-Daten selbst in Losgröße
eins wirtschaftlich und werkzeuglos erstellen.
Die Herstellung eines Sandkerns für das
Laufrad ist bei uns reine Routine“, verrät Dr.
Ingo Ederer, Geschäftsführer der voxeljet
technology GmbH.
Präzise Sandform nach
fünfstündiger Druckzeit
Als die benötigten CAD-Daten für das Laufrad
vorlagen, machte man sich bei voxeljet an die
Herstellung des strömungsführenden Innenbereichs
für das Francisrad. Dabei ersetzt der
vollautomatisch im 3D-Druck gefertigte
Monoblock-Sandkern viele aneinandergereihte,
manuell zu erstellende Kernsegmente.
Im Gegensatz zur konventionellen Herstellung
von Formen, bei der allein die Fertigung
von Modellplatten oder Kernkästen mehrere
Wochen in Anspruch nehmen kann, lassen
sich im 3D-Druck kleinere Sandformen bereits
in wenigen Stunden drucken.
Die 250 Millimeter große Form für das
Laufrad entstand Schicht für Schicht in
knapp fünf Stunden. Präzision wird dabei
großgeschrieben – die Genauigkeit in x-
und y-Richtung setzt mit 0,2 Millimetern
Maßstäbe. Grundsätzlich können auf den
voxeljet-Großformatdruckern Formen aus
Partikelmaterial in den Dimensionen 4 x 2
x 1 Meter hergestellt werden.
Die Formen entstehen ohne aufwändige
und teuere Formeinrichtung vollautomatisch
rein nach CAD-Daten im so genannten
Schichtbauverfahren durch den wiederholten
Auftrag von 300 Mikrometer dicke Quarzsand-
Bild 2: 3D-gedruckter Sandkern.
Bild 1: Baufeld des 3D-Druckers VX4000.
Bild 3: Schlichten des Kerns.
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AUTOCAD & Inventor Magazin 4/13