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Mit 3D-Druck zu neuem Turbinenrad

: voxeljet


Die eigene Stromversorgung für ein kleines Krankenhaus in Äthiopien war wegen eines defekten Turbinenrads nicht mehr zu gewährleisten. Eine Neuanschaffung schien aus Kostengründen unmöglich. Durch das soziale Engagement einiger Technologie-Unternehmen und den Einsatz innovativer Fertigungsverfahren ließ sich das Problem schnell und unbürokratisch lösen.

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Abb.1: Wo früher Sandkerne aufwendig aus handgefertigten Segmenten zusammen gesetzt werden mussten, kann heute der gleiche Kern mit besseren Bauteileigenschaften in einem Stück hergestellt werden.

Abb.1: Wo früher Sandkerne aufwendig aus handgefertigten Segmenten zusammen...

Das Problem: Die konventionelle Herstellung von Laufrädern ist aufgrund der manuellen Erstellung mehrerer Sandkernsegmente und der komplizierten Hinterschneidungen ein überaus aufwändiges und teures Unterfangen. Die innovative 3D-Drucktechnologie von voxeljet bot eine elegante, schnelle und zugleich überaus wirtschaftliche Lösung für das Problem.

So wurde das für Äthiopien benötigte Francis-Laufrad im strömungsführenden Innenbereich mit einem Monoblock-Sandkern hergestellt. Dabei ersetzt ein einziger, vollautomatisch im 3D-Druck gefertigter Sandkern viele aneinandergereihte, manuell erstellte Kernsegmente. (Abb. 1)

Schneller, besser, wirtschaftlicher

Die 3D-Drucktechnologie bietet immense fertigungstechnische Vorteile, die sich in punkto Qualität, Fertigungszeit und Wirtschaftlichkeit gleichermaßen auswirken. So führte der 3D-Druck zu einer erhöhten Bauteilgenauigkeit, einem geringeren Putzaufwand sowie zu einer exzellenten Oberflächenqualität und Konturentreue.

Da der Sandkern für das Laufrad ausgehend von den 3D-CAD-Daten werkzeuglos und vollautomatisch im Schichtbauverfahren hergestellt wurde, entfiel der klassische Modellbau. Dadurch verkürzte sich die Durchlaufzeit für die Herstellung des Laufrades um Wochen. Zudem ließen sich Kosteneinsparungen
realisieren. (Abb.2)

Je nach Komplexität der Geometrie setzt sich diese Technologie bereits gegen die werkzeuggebundene Herstellung von Kernen und Formen durch. Konstrukteure können sich auf das Verfahren einstellen und zusätzliche Potenziale z.B. zur Gewichtseinsparung oder Verbesserung der Bauteileigenschaften ausschöpfen.


Abb.1: Wo früher Sandkerne aufwendig aus handgefertigten Segmenten zusammen gesetzt werden mussten, kann heute der gleiche Kern mit besseren Bauteileigenschaften in einem Stück hergestellt werden.
Abb.2: Verfahrensverlauf vom Drucken der Pumpenkerne bis zum fertigen Gussteil.


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