Lineartechnik
Schwergewichte aus dem 3D-Drucker: voxeljet mit Lineartechnik von Bosch Rexroth geben Guss eine neue Dimension
Sandgussformen für bis zu 60 Tonnen schwere Giganten – das schafft der weltweit größte industrielle 3D-Drucker. Entwickelt und gebaut hat ihn der Spezialist für 3D-Druckanlagen voxeljet. Die neue Fertigungstechnologie des Großformat-Sandbindungsstrahl-3D-Druckers VX9000 zielt unter anderem darauf ab, Produktionszeit und -kosten in der Wind- und Wasserkraftbranche zu reduzieren. Eine besondere Herausforderung war die präzise Positionierung der Druckköpfe sowie eine stabile und hochgenaue Bewegungsführung. voxeljet setzt hierfür auf Lineartechnik von Bosch Rexroth.
Sandgussformen eignen sich besonders für die Herstellung von großen und komplexen Gussteilen. Dazu zählen Maschinenbauteile, Komponenten für die Wind- und Wasserkraftindustrie, Automobil- und Flugzeugteile sowie Kunstwerke und Skulpturen. Ein wesentlicher Vorteil ist die Materialvielfalt, da sich verschiedene Metalllegierungen problemlos verarbeiten lassen.
voxeljet hat diese Stärken in einen gigantischen 3D-Drucker integriert. Das Unternehmen wurde von GE Vernova als Partner für die Entwicklung und Kommerzialisierung eines Großformat-Druckers mit Sand-Binder-Jetting-Technologie ausgewählt. Die VX9000 soll im Bereich Hydro- und Windenergy neue Impulse für die ansässige Gießereiindustrie in den USA setzen.
(Bildquelle: voxeljet)
Es werden unter anderem für GE Vernova in den USA Sandgussformen für den Abguss der Hauptkomponenten der Turbine von Windkraftanlagen produziert – mit dem Ziel, die Kosten in der Wind- und Wasserkraftbranche zu reduzieren. Darüber hinaus sollen mithilfe des 3D-Drucks auch Möglichkeiten für Leichtbaumaßnahmen und Funktionsintegrationen für Multitonnen-Gussteile erprobt werden. So lassen sich Ressourcenverbräuche reduzieren und Montagearbeiten vereinfachen. Das gemeinsame Projekt von voxeljet, GE und dem Fraunhofer Institut IGCV wird vom Projektträger Jülich und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützt.
(Bildquelle: voxeljet)
Revolution: Drucker formt tonnenschwere Gusstücke
Der 3D-Drucker VX9000 ist in der Lage, Sandformen für Gussstücke zwischen 10 und über 60 Tonnen herzustellen. Es werden im Großguss nun Geometrien gießbar werden, die vorher undenkbar waren und ein enormes Einsparpotential bei der Auslegung und dem Gewicht von Teilen für Windturbinen ermöglicht. Er arbeitet mit recyceltem Formsand, wie er auch im traditionellen Formprozess genutzt wird, und ermöglicht so eine wirtschaftliche und zuverlässige additive Fertigung im Gießereiumfeld.
Alexander Kudernatsch, Director Services bei voxeljet, erklärt: „Unsere VX9000 ist aktuell der größte 3D-Drucker für den Einsatz für Gießereiprodukte weltweit. Noch nie wurde eine Anlage in dieser Größe und mit dieser Baugeschwindigkeit konzipiert und gebaut. Sie geht weit über die bisherigen Einsatzgebiete und Maßstäbe von 3D-Druckern hinaus. Für die Umsetzung holten wir Bosch Rexroth mit ins Boot. Entscheidende Kriterien dafür waren die langjährige Zusammenarbeit, die hohe Qualität der Lineartechnik-Produkte und das umfassende Verständnis von Bosch Rexroth für die Anforderungen des 3D-Drucks.“
Wie aus einem Guss: Linearmodule greifen präzise ineinander
„Ein Projekt dieser Dimension ist auch für uns etwas Besonderes“, sagt Uwe Schulz, Account Development Manager bei Bosch Rexroth. „Die Projektierungsphase erforderte die Umsetzung einer 8 Meter langen Linearachse mit 7 Tischteilen sowie einen präzisen Versatz der Druckköpfe. Nur so kann ein nahtloses und qualitatives Druckbild erzielt werden. Für die erforderliche Genauigkeit bilden unsere hochstabilen und verschleißarmen Lineartechnik-Komponenten das Fundament.“
Bei der VX9000 kommen Rollenschienenführungen, Kugelgewindetriebe und die Linearmodule mit Kugelschienenführungen und Zahnriementrieb (MKR) von Bosch Rexroth zum Einsatz. Die High-Performance-Komponenten finden Anwendung in der präzisen Höhenpositionierung der Achsbaugruppen. Die eingesetzten Kugelgewindetriebe haben sich bei voxeljet bereits in einer anderen Ausführung bewährt – beim 3D-Drucker VX4000. Zur genauen Positionierung des Druckkopfes werden die Linearmodule verwendet. Auch diese sind in ähnlicher Form in anderen Anlagen im Hause voxeljet bereits zuverlässig im Einsatz.
(Bildquelle: voxeljet)
„Während wir mit der VX4000 bereits Formen für mehrere Tonnenschwere Gussteile produzieren, zum Beispiel für die Pumpenindustrie, hebt die VX9000 das Ganze nochmal auf ein neues Level. Die Profilschienenführungen, Kugelgewindetriebe und Linearmodule von Bosch Rexroth besitzen ein einzigartiges Maß an Präzision und Belastbarkeit, das für den Einsatz in der Großproduktion von Gussteilen unerlässlich ist“, sagt Alexander Kudernatsch.
(Bildquelle: voxeljet)
Nachhaltigkeit als Innovationstreiber
Der innovative Ansatz der VX9000, der eine vollständig additive Fertigung unter Verwendung von recyceltem Formsand ermöglicht, eröffnet der Gießereitechnologie völlig neue Perspektiven. Neben den Kostenvorteilen trägt diese Technologie auch wesentlich zu ökologischen Verbesserungen bei. Das Ziel ist es, Formteile mit verlässlichem Gussverhalten zu produzieren und dabei eine wirtschaftliche Nutzung von Standard Rezyklaten im Gießereiumfeld zu gewährleisten – ein entscheidender Schritt hin zu einer nachhaltigeren und ressourcenschonenden Produktion.
„Letztlich geht es darum, den Weg für eine saubere Energieproduktion zu ebnen. Das Projekt in den USA ist eine Blaupause für verschiedene Märkte, die verstärkt auf nachhaltige Fertigungstechnologien setzen“, betont Uwe Schulz.
Alexander Kudernatsch fügt hinzu: „Die Lineartechnik-Spezialisten von Bosch Rexroth bringen ein tiefgehendes Verständnis für unsere Prozesse mit, was uns in der Weiterentwicklung der VX9000 enorm weitergeholfen hat. Diese enge Zusammenarbeit ermöglicht es uns, zukünftige Anforderungen in Bezug auf Geschwindigkeit, Präzision und vor allem Nachhaltigkeit gezielt zu adressieren und weiter voranzutreiben.“
Ansprechpartner: Uwe Schulz
Position: Account Development Manager
Telefon: +49 7303 9053 907
Mobil: +49 174 3173793
Uwe Schulz
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