Metall 3D-Druck: Chancen für Gießereien

Fachkonferenz auf der GIFA

Gießereien sollten die Potenziale der neuen Technologie nutzen. Wie das aussehen kann, konnten Besucher der Fachkonferenz Metall 3D-Druck auf der GIFA erfahren.

Bremssattel von Bugatti - mit 3D-Druck gefertigt./Bild:Bugatti/SLM Solution

Manche Gießereien macht das Thema 3D-Druck von Metallen nervös – das Fertigungsverfahren entwickelt sich rasant weiter, die Branche der so genannten Additiven Fertigung arbeitet unter Hochdruck daran, dass die Verfahren immer schneller und günstiger und damit reif für die Serienfertigung werden.

Die Gießerei-Industrie ist gut darin beraten, diese Entwicklung im Auge zu behalten - eine Gelegenheit dazu bot sich am 26. Juni auf der Fachkonferenz „Metall 3D-Druck“, die im Rahmen der GIFA stattfand. Der Tenor bei der Veranstaltung war: Gießereien sollten sich von der jungen Branche nicht bedroht fühlen, sondern die neuen Möglichkeiten nutzen, um schneller und produktiver zu werden.

„Wir wollen den Guss nicht ersetzen, wir wollen ihn sinnvoll ergänzen“, sagt Ralf Frohwerk, Global Head of Business Development beim 3D-Drucker-Hersteller SLM Solution. Das Geld werde mit großen Serien verdient, für die sich der 3D-Druck noch nicht eigne, aber für Prototypen und Kleinserien seien die additiven Fertigungsverfahren eine interessante und effiziente Option, erklärt Frohwerk.

SLM Solution hat beispielsweise für Bugatti einen Bremssattel als optimiertes 3D-Titanbauteil gedruckt. Sie haben Aluminium durch Titan ersetzt und mit einem optimierten Design 40 Prozent des Gewichts einsparen können. Den Stresstest hat der Bremssattel bestanden.

Besonders der Druckguss sei prädestiniert für den Einsatz von 3D-Druck, sagt Frohwerk. Er ermutigt die Branche, die Designfreiheit der Technologie zu nutzen. Der Prozess sei im Grunde der gleiche wie im Druckguss: Es könnten die gleichen Legierungen verwendet werden, die geschmolzen und mittels Laser miteinander verschweißt und dann nachbearbeitet würden. Die Dichte bei 3D-Druck sei allerdings deutlich höher und das gedruckte Material weise keine Porosität wie bei Druckguss auf.

Andreas Such, Head of Powder Bed Fusion bei MAN Energy Solutions stellte auf der Konferenz die 3D-Druck-Produktionskapazitäten in Oberhausen vor und erläuterte, in welchen Bereichen MAN den 3D-Druck für das Prototyping und in der Serienfertigung einsetzt.

Salesmanager Matthias Steinbusch von voxeljet stellte fünf Bereiche vor, in denen Gießereien additive Fertigung einsetzen können: Für Demonstratoren, die z.B. aus Kunststoff gedruckt werden können, für Modelle für den Feinguss (z.B. Ausschmelzmodelle aus Wachs oder Kunststoff), auch Werkzeuge und Einrichtungen lassen sich gut additiv fertigen, so Steinbusch. Geeignete Einsatzfelder seien außerdem gedruckte Sandformen für den Sandguss und die direkte Herstellung von Metallbauteilen als Ergänzung zum klassischen Metallguss. Er empfahl, die Prozesskette von der Idee zum fertigen Produkt mit 3D-Druck zu verkürzen. Es könne ein Kunststoffmodell erstellt werden, das der Feingießer abgießen kann. So kann der Prozess von drei bis sechs Monaten auf vier bis sechs Wochen verkürzt werden.
Wie additive Fertigung im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt werden kann, erklärte Christoph Dörr, Innovations- und Vertriebspartner bei der Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH. Dabei spiele die konturnahe Kühlung im Druckguss eine entscheidende Rolle. Der pulverbasierte 3D-Druck erlaube durch den schichtweisen Aufbau komplexe Teilekonstruktionen und konturnahe Kühlgeometrien. So könne fast jeder Bereich der Formkontur optimal temperiert werden und für dünnwandige Bauteile ergäben sich ganz neue Möglichkeiten.

Hybride Fertigungsprozessketten Gießen-Generieren im Automobilbau können die Produktivität deutlich effizienter gestalten, weiß Referent Sebastian Flügel vom Competence Center Leichtbau, Werkstoffe und Technologien der EDAG Engineering GmbH. Auch Claus Aumund-Kopp, Gruppenleiter Additive Fertigung der Abteilung Pulvertechnologie beim Fraunhofer IFAM zeigte, wie hybride Gussteile hergestellt werden können, die sich besonders für die Nachfrage des Marktes nach effizienten Leichtbauteilen eigne.

Die Fachkonferenz zeigte, dass die Gießerei-Industrie aus einem Bündel an Möglichkeiten schöpfen kann, um ihre Kompetenzen zu erweitern und dem Trend der additiven Fertigung gelassen entgegen zu blicken.