Fachzeitschrift_OeGS_09_10_2019

Abb.4: Verfahrensvergleich Quellen
Clemens Kuhn (Opel) Innovative Blechumformung
2018 und GEFERTEC
Die Prozesskette zur additiven Herstellung eines Bauteils
besteht somit aus der Vorbereitung am Computer (CAD/
CAM), der additiven Herstellung und der anschließenden
zerspanenden Bearbeitung. Ergänzt werden kann dies noch
durch einen 3D-Scan, der sowohl zur Sicherstellung der
Qualität, als auch der Optimierung des Zerspanungsprozesses
genutzt werden kann.
Im Vergleich zu anderen additiven DED-Verfahren hat die
WAAM-Technologie eine signifikant höhere Aufbaurate, jedoch
zu Lasten einer feinen Oberflächenstruktur, so dass
hier der Aufwand zur Zerspanung etwas höher anzusetzen
ist. (Abb. 4)
Herausforderung eines mobilen Hybridsystems
Die WAAM-Technologie kann mittels stationärer Systeme
problemlos realisiert werden. Die Nutzung von Werkzeugmaschinen
erlaubt hierbei höhere Bahngenauigkeiten und
somit endkonturnahe und reproduzierbare Pfadgeometrien.
Für eine Nutzung als Hybridsystem zum Fräsen besteht darüber
hinaus die Anforderung, Systeme mit einer ausreichenden
mechanischen Steifigkeit einzusetzen.
Abb. 5: Maschinentyp Metrom P2030
Abb.6: Blick in den Arbeitsraum
Quellenverweis:
Abbildungen 1 – 3: Gefertec GmbH
Abbildungen 5 – 10: Metrom GmbH
Diesen komplexen Herausforderungen entspricht die Lösung
von METROM auf Basis einer patentierten Parallelkinematik.
Deren Anwendung erfolgt beispielsweise in Bereichen,
welche gekennzeichnet durch das Fräsen von Sandkernen,
der Bearbeitung von Siliziumcarbid als auch CFK
mit kritischem Prozessstaubaufkommen hohe Anforderungen
an den Schutz aller Maschinenteile stellen. Einen solchen
Aufbau zeigen Abb. 5, und Abb. 6, wobei sich durch
die zentrale Positionierung der Hauptspindel im Raum sehr
große Werkstückabmessungen bearbeiten lassen.
Durch eine eigensteife Struktur auf Basis eines sogenannten
Ikosaeders mit Dreiecksflächen können auch problemlos
schwer zerspanbare Materialien aus Baustahl, Duplexstahl
oder Inconel bearbeitet werden. Die verfügbaren Genauigkeiten
der stationär verwendeten Anlagen liegen hier
im Bereich von wenigen µm analog zu Werkzeugmaschinen
mit serieller Kinematik. (Abb. 7)
Seit 2008 werden auf Basis dieser Parallelkinematik auch
mobile 5-Achs-Maschinen zur rein mechanischen Bearbeitung
realisiert. Anwendungsbereiche sind hierbei u.a. die
Reparatur von Gas- und Dampfturbinen vor Ort im Kraftwerk
mittels mechanischer Bearbeitung
des Turbinenläufers. Der Turbinenläufer
muss nicht mehr mit einem Sondertransport
aus dem Kraftwerk zu einem Großbearbeitungszentrum
transportiert werden.
Hierdurch wird einerseits eine Kostenersparnis
jedoch vielmehr eine Zeitersparnis
von mehreren Wochen realisiert.
Gemessen an den gesparten Ausfallkosten
für den Betreiber ein unglaublicher
Vorteil. (Abb. 8)
Abb. 7: Prinzip der
Ikosaederstruktur,
Bearbeitung Stahlknoten
für Dachkonstruktionen,
Stahlform
zum Pressformen
(von links
nach rechts)
174 SCHWEISS- UND PRÜFTECHNIK 09-10/2019