3D-Drucker: Die nächste Generation druckt Bauteile aus Stahl

Bohrkopf aus dem 3D-Drucker (Foto: ADV/F.Brank)

3D-Drucker – sie produzieren farbenprächtige und manchmal komplexe Objekte – meist aus Plastik oder Keramik. Interessant wird es, wenn Bauteile aus Stahl gedruckt werden  – und das ist bereits die Realität. Beim 3D-Druckerhersteller DMG MORI CO LTD in Singapur konnte ein Produkt besichtigt werden: Gedruckt wurde ein circa 25 cm langer, voll funktionsfähiger Bohrkopf.

Die Basis bildet eine CNC-Fräsmaschine. Die Fräseinheit wird während des Druckvorgangs durch einen Laser ersetzt. Der „Druck-Vorgang“ selbst sei eigentlich eine Art von Auftragsschweißen.

Durch die Verwendung unterschiedlicher Mixturen des nötigen Pulvers könne die Art und Zusammensetzung des Stahls variiert werden. Der Druckvorgang wechsle zwischen Auftragen des Materials und Fräsen der benötigten Oberflächen. Die Steuerung des gesamten Prozesses erfolge durch die CNC-Steuerung des Druckers.

Warum sollte man einen Bohrkopf drucken?

Die Produktion eines Bohrkopfs dauert auf dieser Maschine rund sieben Stunden. Der Vorgang ist komplex und der 3D-Drucker ist nicht billig. Warum produziert man also einen Bohrkopf mit dieser Maschine? Die Versorgung mit Nachschub auf einer Offshore-Plattform kann ein zeitaufwändiger Prozess sein und weit länger als sieben Stunden in Anspruch nehmen. Der Ausfall eines Bohrkopfs würde die Arbeiten für längere Zeit unterbrechen.

Mit diesem Drucker kann ein neuer Bohrkopf Vorort produziert werden. Auch die Reparatur eines beschädigten Bohrkopfs ist mit diesem Drucker möglich und nimmt keine sieben Stunden in Anspruch. Der Reparaturvorgang setzt sich aus folgenden Schritten zusammen: Scannen des defekten Bohrkopfs, Entfernen der beschädigten Teile durch den Fräser und Drucken der fehlenden Elemente.

Die Produktion von speziellen Bohrköpfen wäre ebenfalls möglich. Der Plan des Bohrkopfs werde an die aktuellen Bedürfnisse angepasst und an die CNC-Steuerung übertragen. Nach rund sieben Stunden wäre der adaptierte Bohrkopf einsatzbereit.

Die Vorteile eines 3D-Druckers

Für folgende Anwendungsfelder ist der Einsatz eines 3D-Druckers derzeit vorteilhaft:

• Es wird nur ein Stück benötigt.
• Ersatzteil-Nachschub dauert zu lange.
• Kostenreduktion der Lagerhaltung von Ersatzteilen
• Es gibt kein anderes Produktionsverfahren für ein spezielles Teil.

In der nächsten Zeit sei ein Ersatz der Massenproduktion von Teilen durch 3D-Drucker eher nicht realistisch. Die hohen Kosten des Druckers und die relativ langen Produktionszeiten des Druckens sprechen derzeit dagegen.

Die ersten Branchen, in denen die neuen 3D-Drucker bereits zum Einsatz kommen, sind die Luftfahrtindustrie, die Schiffstechnik und Fördertechniken für Erdöl und Erdgas.