Additive Manufacturing für Gasturbinen

Neben der 3D-Fertigung werden auch bei Reparaturen Zeit und Kosten gespart

Siemens fertigt im schwedischen Werk Finspång Bauteile für Gasturbinen im 3D-Druck. Die Produktion ist flexibler, günstiger und umweltfreundlicher als die konventionelle Fertigung. Gleichzeitig erhalten Kunden schnellere Upgrades.

Der 3D-Druck bietet nahezu grenzenlose Design-Möglichkeiten und ist schneller und flexibler als die konventionelle Fertigung. Foto: Siemens AG

Ein kleines Team im schwedischen Finspång hat die Entwicklung, Produktion und Reparatur von Gasturbinen-Komponenten revolutioniert. Komplexe Metallteile werden nun in 3D ausgedruckt. Das bringt nahezu grenzenlose Design-Möglichkeiten und ist schneller und flexibler als die konventionelle Fertigung.

Die 3D-Fertigung in Finspång ist nach eigenen Angaben eine der am weitesten entwickelten ihrer Art weltweit, in der überdies die kommerzielle Serienproduktion läuft. Das Werk, 2003 von Siemens übernommen, produziert Industriegasturbinen bis 54 Megawatt; in der neuen Werkstatt werden in der Zukunft immer mehr Komponenten dafür in 3D ausgedruckt.

Mit den Laserdruckern von EOS, die zusammen mit Siemens speziell für die Fertigung in Finspång entwickelt wurden, werden aus Millionen von Schichten von geschmolzenem Metall acht Gasturbinen-Brenner gleichzeitig aufgebaut. Seit 2009 der erste 3D-Laser hierher geliefert wurde, war die Entwicklung rasant. Siemens hat 20 Millionen Euro investiert, heute ist die automatisierte Produktion Tatsache.

„Das Schöne an dieser Technologie ist, dass sie gegenüber herkömmlicher Fertigung nur Vorteile hat“, sagt Vladimir Navrotsky, Chief Technology Officer der Distributed Generation Service Business Unit von Siemens. „Wir produzieren flexibler, günstiger und umweltfreundlicher. Gleichzeitig erhalten unsere Kunden schnellere Upgrades.“ Die signifikante Reduktion der Durchlaufzeit mache sowohl Siemens wie seine Kunden konkurrenzfähiger. Per Knopfdruck entstehen Teile hoher Komplexität: „Der Aufwand ist bei AM derselbe, ob nun eines oder hundert Löcher benötigt werden“, sagt Navrotsky.

Bereits jetzt hat Finspång in der im Februar 2016 eingeweihten Werkstatt die Kapazität für sämtliche Brenner-Reparaturen seiner weltweiten Flotte von industriellen Gasturbinen. Zum Beispiel wird im Gegensatz zur konventionellen Fertigung nur noch ein kleiner Teil des Brennerkopfs, rund 2 Zentimeter, abgesägt und danach im 3D-Druck neu aufgebaut. Der Prozess ist heute zehn Mal schneller, erklärt Navrotsky: „Es muss nichts abgefräst oder geschweißt werden – wir benötigen nur genau so viel Material wie nötig.“ Was früher fast ein Jahr dauerte, schafft Siemens heute in wenigen Wochen. Da diese 3D-Druckprozesse bis zu achtzig Prozent weniger Energie nutzen und somit auch weniger Emissionen verursachen, sind sie umweltfreundlicher.

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