3D-Druck unterstützt eine saubere Energieversorgung

Herausforderungen

Die Gesellschaft zuverlässig und umweltfreundlich mit erschwinglicher Energie zu versorgen: das ist das Ziel und die Herausforderung von Siemens Energy. Das Unternehmen produziert Heißgasbauteile für Gasturbinen aus Hochtemperaturlegierungen. Als Projektpartner von IDEA (Industrialisierung von Digitalem Engineering und Additiver Fertigung) treiben Siemens Energy und TRUMPF die digitale Prozesskette einer additiven Fertigung voran. Im Hinblick auf die Dekarbonisierung bietet die additive Fertigung neue Möglichkeiten für die Produktion von Gasturbinen.

Lösungen

Siemens Energy nutzt die additive Fertigung als ergänzende Technologie, um Bauteile und Teilekonstruktionen herzustellen, die sich konventionell nur schwer herstellen lassen. Die Technologie hilft dem Unternehmen dabei, Produkte schneller zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Gleichzeitig lassen sich mit der neuen Fertigungsmethode die Grenzen des aktuellen Produktdesigns sprengen. Dank neuer Komponentendesigns wird beispielsweise weniger Brennstoff benötigt, um die gleiche Menge an Energie zu produzieren – ein zentraler Beitrag zur Dekarbonisierung unseres Planeten. Darüber hinaus optimiert Additive Manufacturing den Cashflow, da additive Teile on demand gefertigt werden können und somit helfen die Lagerbestände zu reduzieren. 

Umsetzung

Der 3D-Drucker TruPrint 5000 passt perfekt zu den Branchenanforderungen von Siemens Energy. Durch die Option Vorheizung 500 °C können auch die zur Fertigung von Gasturbinen eingesetzten, anspruchsvollen Hochtemperaturlegierungen reproduzierbar verarbeitet werden. Der heiße Bauzylinder mit gedrucktem Bauteil wird aus der Maschine in die inerte Abkühlstation gestellt; die Maschine arbeitet währenddessen einfach am nächsten Baujob weiter. Nach der Abkühlung wird das Bauteil in der Entpulverstation entpulvert; das restliche Pulver kann danach unter Schutzgas wieder gesiebt werden. Durch diese Entkopplung des Teile- und Materialhandlings, auf Basis der Wechselzylinder, kann nicht nur kostengünstig und effizient, sondern gleichzeitig auch ressourcenschonend gefertigt werden. Siemens Energy und TRUMPF haben gezeigt, wie die TruPrint 5000 in eine industrielle 3D-Druck-Prozesskette integriert werden kann für Hochtemperaturlegierungen - digitale Datenverknüpfung aus dem Büro und zurück von der Maschine inklusive.

Ausblick

Siemens Energy und TRUMPF gehen davon aus, nach Projektabschluss eine voll integrierte, digitale additive Produktionslinie zu präsentieren, die skalierbar ist und sich einfach auf andere Unternehmen und Industrien übertragen lässt. „Wir haben den Wendepunkt erreicht, an dem wir nicht nur sagen, 3D-Druck ist für das Bauen von Prototypen geeignet. Wir werden mehr und mehr konventionelle Produkte additiv herstellen – es wird die ‚neue Normalität‘ sein", sagt Julius Schurb, Projektleiter IDEA bei Siemens Energy. Eine hohe Maschinenlaufzeit – ermöglicht durch das Wechselzylinderprinzip von TRUMPF – stellt den wichtigsten Schlüssel für effiziente, additive Produktionslinien der Zukunft dar.