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Donnerstag, 14. Dezember 2017

Additive Manufacturing

„Lösungen – nicht nur Legierungen“

Von Stefan Asche | 16. Februar 2017 | Ausgabe 07

Stahlgigant Voestalpine steigt in den 3-D-Druck ein. Vorstandsmitglied Franz Rotter erläutert die Strategie.

Voestalpine BU (1)
Foto: Voestalpine

Metallpulver wird im 3-D-Drucker per Laser schichtweise verschmolzen. Bionisch optimierte Leichtbauteile werden so ermöglicht.

VDI nachrichten: Der Voestalpine-Konzern ist bekannt für Qualitätsbleche, Werkzeugstähle, Schienentechnik sowie Sonderrohre und -profile – also für ziemlich viel Heavy Metal. Jetzt will das Unternehmen im vergleichsweise filigranen 3-D-Druck Fuß fassen. Warum?

Rotter: Die Technologie wirkt disruptiv. Sie erlaubt völlig neue Konstruktionen und Funktionsintegrationen. Ein Beispiel sind konturnahe Kühlkanäle in Spritzgusswerkzeugen. Durch die effektivere Kühlung der Formen lässt sich die Zykluszeit reduzieren. Das erhöht den Output. Zugleich steigt die Standzeit. Denn es entstehen weniger Wärmespitzen im Metall.

Voestalpine AG

  In der Kleinserienfertigung wird der 3-D-Druck überdies die Time to Market drastisch reduzieren: Etwaige Änderungen des Produktdesigns lassen sich umgehend realisieren.

  Die Maschinen werden außerdem bestehende Lieferketten aufbrechen. Mit ihrer Hilfe kann nicht nur einfacher und schneller auf Kundenwünsche reagiert werden. Die Produktion kann auch geografisch näher an den Kunden heranrücken. Dadurch sinken die Kosten für Lagerhaltung und Logistik.

Franz Rotter

  Aktuell machen sich Konstrukteure in aller Welt mit den neuen Möglichkeiten der additiven Fertigung vertraut. Täglich werden neue, ertragsreiche Anwendungsfelder erschlossen. Kurzum: Teile der industriellen Produktion stehen vor einer Revolution. Und Voestalpine ist von Anfang an dabei.

Von Anfang an? Die ersten Metalldrucker kamen bereits Anfang des Jahrtausends auf den Markt ...

Foto: Voestalpine

Franz Rotter will Voestalpine zur weltweiten Nummer eins der Pulverhersteller für die additive Fertigung aufbauen.

Richtig, aber erst jetzt sind die Maschinen, die Steuerungstechnik und die spezifische Metallurgie reif für den erweiterten industriellen Einsatz. Außerdem fangen wir ja nicht bei Null an.

Was hat Ihr Unternehmen denn bisher bei der additiven Fertigung auf die Beine gestellt?

Voestalpine ist Weltmarktführer bei der Herstellung von pulverbasierten Metallen für den Werkzeugbau. Das Pulver, das an den Standorten Kapfenberg/Österreich und Hagfors/Schweden produziert wird, wurde bisher vor allem zu klassischem Stabstahl oder Blech verarbeitet. Aufbauend auf dieser langjährigen Erfahrung entwickeln wir nun Rohmaterialien für die additive Fertigung. Zwei neue Verdüsungsanlagen für Stahl und Nickelbasislegierungen sind bereits in Betrieb. Bald werden wir auch Titan ins Programm aufnehmen. Schon heute sind wir auf Augenhöhe mit unseren Wettbewerbern. Das Ziel ist, weltweit die Nummer eins zu sein. Dabei wollen wir neben Pulver für die additiven Technologien 3-D-Druck oder Metalldeposition auch Pulver für das Laserauftragsschweißen oder thermische Spritzverfahren anbieten.

Wie wollen Sie die Wettbewerber überholen?

Indem wir nicht einfach nur Standardstähle in Pulverform anbieten – sondern qualifizierte, individualisierte Lösungen für jeden Kunden. Eine zentrale Rolle spielt dabei unser neues Forschungszentrum in Düsseldorf. Seit September vergangenen Jahres testen wir dort neue Legierungen auf verschiedenen Maschinen. Aktuell stehen uns zwei Anlagen deutscher Hersteller zur Verfügung. Am Ende der Versuche können wir dann jedem Kunden genau sagen, wie sich welches Pulver auf seiner Maschine bei Einstellung bestimmter Parameter verhält. Wir können beispielsweise Angaben machen zur resultierenden Duktilität, zur Dichte oder zur Oberflächenstruktur.

  Umgekehrt können wir dem Kunden für jedes seiner Produktionsziele das optimale Ausgangsmaterial zur Verfügung stellen und Hinweise auf das ideale Maschinensetting geben.

  Um das gewährleisten zu können, betreiben wir umfangreiche Grundlagenforschung. Wir haben also nicht nur umfassendes Know-how in Sachen Pulverherstellung, wir eignen uns auch Verfahrens-Know-how an. Wir bieten Lösungen an – nicht nur Legierungen.

Mit ihren Maschinen von SLM Solutions und Trumpf können Sie nicht den gesamten Markt abdecken – zumal die beiden Hersteller auf eine sehr ähnliche Verfahrenstechnologie setzen. Sie bräuchten doch mindestens noch Anlagen von Eos, Concept Laser und Renishaw. Außerdem stehen weltweit weitere Hersteller in den Startlöchern ...

Wir werden kurzfristig weitere Druckerhersteller ins Programm nehmen. Aktuell befinden wir uns mit Anbietern in Endverhandlungen.

  Außerdem wird es nicht bei dem einen Forschungszentrum in Düsseldorf bleiben. Ähnliche Einrichtungen entstehen in Taiwan und Kanada. In Singapur investieren wir zusätzlich in ein Zentrum, in dem wir uns auf Pulver für das Metall-Depositionsverfahren konzentrieren.

Ist es wirklich notwendig, jede neue Legierung auf vielen Maschinen mit etlichen Settings zu testen? Kann nicht sinnvoll simuliert werden?

Die Technologie ist in der Markteintrittsphase. Es gibt noch keine generell gültige Konstruktionsgrundlage. Es fehlen also Standards. Deshalb müssen wir noch jede Menge statistische Arbeit leisten. Aber je mehr Daten gewonnen werden, desto eher werden wir das Trial-and-Error-Feld verlassen können. Denn die Basis jeder guten Simulation ist die Realität. Außerdem ist der 3-D-Druck sehr schnell. Testkörper lassen sich in wenigen Stunden herstellen.

Warum entwickeln Sie keinen eigenen Drucker und bieten ihr Pulver nur für diesen an?

Wir sind Spezialisten für Hochleistungswerkstoffe und daraus gefertigte Produkte – kein Maschinenhersteller. Wir bauen ja schließlich auch keine Schmiedepressen oder Walzwerke. Es gibt aber sehr wohl einen konstruktiven Austausch mit den etablierten Druckerherstellern.

Für welche Branchen konzipieren Sie Ihr Metallpulver?

Automobil, Luftfahrt, Medizintechnik, Sondermaschinen- und Werkzeugbau.

Gibt es Pläne, dass Voestalpine auch als Druckdienstleister auftritt?

Wir verstehen uns als integrierter Anbieter von Pulver bis zum durchaus fertigen Bauteil. Wir entwickeln die Kompetenzen, Teile auch nach Kundenwunsch konstruieren zu können. Wir werden die metallurgischen Möglichkeiten des selbst entwickelten Pulvers mit den konstruktiven Möglichkeiten der additiven Fertigung kombinieren.

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