Additive Fertigung

Individuelle Turbinen bringen bis zu 20 Prozent mehr Energie

Vor 25 Jahren kam der Physiker Charles W. Hull durch das Zusammenspiel von UV-Strahlung und UV-härtenden Lacken auf die Idee, UV-Licht zum schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Objekten zu nutzen. Er gründete 3D Systems und legte damit den Grundstein für einen ganzen Industriezweig, der sich noch immer in rasantem Wachstum befindet: die Rapid-Prototyping- und -Manufacturing-Branche, inzwischen 3D-Druckerbranche benannt. Heute werden selbst Urmodelle von Wasserkraftturbinen per Stereolithografie gefertigt.
Charles W. (Chuck) Hull – Erfinder der Stereolithografie, des STL-Datenformats und Gründer von 3D Systems – gestaltet noch heute die Technologieschmiede des Unternehmens. Als Technischer Direktor verfolgt er weiterhin die Firmenvision, das 3D-Drucken für jedermann verfügbar zu machen. (Bilder: 3D Systems)

Umgebungsangepasste Wasserkraftwerke erzeugen 20 Prozent mehr Energie als solche mit standardisierten Turbinen. Darauf hat sich die Moskauer Firma Tushino Power Machine Tools spezialisiert. Jede einzelne der inzwischen 16 gefertigten Turbinen wird hier an die speziellen Bedingungen vor Ort angepasst. Um die Urmodelle für den Guss zu erzeugen, setzt das Unternehmen auf die Stereolithografie – vor allem wegen ihrer guten Maßhaltigkeit und Oberflächengüte. Auch heute noch gilt sie als das genaueste generative Verfahren mit der größten Detailwiedergabe und Oberflächenqualität. Ohne den Einsatz der Stereolithografie wäre die Fertigung solcher kundenspezifischen Turbinen nahezu unmöglich – zu hoch wäre sonst der Zeitaufwand zum Fräsen und anschließenden Montieren.

Bei dem verwendeten Quick-Cast-Baustil handelt es sich um ein wabenähnliches Hohlbauverfahren, das in der Stereolithografie eingesetzt wird, um die Modelle anschließend in Gießereien als verlorene Modelle einzusetzen. Das Quick-Cast-Urmodell der Francis-Turbine (Bilderreihe unten) ist mit 70 kg sehr gut zu handhaben, während der Abguss schlussendlich mit 1990 kg zu Buche schlägt.

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Mit der Vorstellung der ersten Stereolithografieanlage auf der Autofact in Detroit erkannten bereits weitsichtige Pioniere in der Automobilindustrie die Möglichkeiten der neuen Technologie: Produkte konnten in bis dahin nicht gekannter Kürze vom Modell zur Produktreife geführt werden. Waren die ersten Stereolithografie-Modelle noch reine Anschauungsmodelle, wurden durch die intensive Werkstoffentwicklung immer neue Anwendungen erschlossen. Bauteile werden nun auch direkt auf den Anlagen gefertigt und haben die Eigenschaften von spritzgegossenen Kunststoffen. Heute nutzen auch Branchen wie Medizintechnik oder Maschinenbau sowie natürlich Forschung und Lehre die 3D-Drucktechnologien. Firmen, wie die aus dem RepRap-Open-Source-Projekt der University of Bath entstandene ‚Bits from Bytes‘ (Teil der 3D-Systems-Firmengruppe), bieten 3D-Druckerbausätze bereits ab 1.000 Euro an und ermöglichen einer breiten Anwendergruppe den Zugriff auf 3D-Drucktechnologien. -mc-

3D Systems GmbH, Darmstadt Tel. 06151/357-0, http://www.3dsystems.com

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