Forschungsprojekt Weltgrößter Sand-3D-Drucker soll Produktion von Windkraftanlagen optimieren

Redakteur: Sandro Kipar

Startschuss für die Entwicklung des weltgrößten Sand-3D-Drucker für Offshore-Windkraftanlagen. Das Projekt dient der Beschleunigung und Optimierung der Produktion einer wichtigen Gusskomponente der GE Haliade-X Offshore-Turbine.

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Mit dem neuen Projekt sollen Windturbinen in der Produktion günstiger und umweltfreundlicher werden.
Mit dem neuen Projekt sollen Windturbinen in der Produktion günstiger und umweltfreundlicher werden.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Die Produktionszeit soll verkürzt und der CO2-Fußabdruck verbessert werden: GE Renewable Energy, das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) und der Anbieter von großformatigen Hochgeschwindigkeits-3D-Druckern Voxeljet haben eine Forschungspartnerschaft angekündigt. Ziel sei es, die Produktion von Hauptkomponenten der Offshore-Windturbine Haliade-X von GE zu optimieren. Der 3D-Drucker Advance Casting Cell (ACC) soll dafür in der Lage sein, Formen für Gusskomponente, die innerhalb der Gondel der GE Haliade-X verbaut werden, zu drucken. Das modulare 3D-Druckverfahren basiert auf der Binder-Jetting-Technologie von Voxeljet.

Kosten und CO2 eingespart

Das Projekt habe gleich mehrere Vorteile, so die Partner. Die Herstellungszeit der bis zu 60 Tonnen schweren Formen werde von zehn auf zwei Wochen reduziert. Da der Drucker in der Nähe der Installationsstätte betrieben werden kann, würde sich der CO2-Fußabdruck aufgrund kürzerer Transportwege zudem verringern. Ein erster Drucktest sei für das erste Quartal 2022 geplant. „Die 3D-gedruckten Formen werden viele Vorteile mit sich bringen, unter anderem eine bessere Guss- durch verbesserte Oberflächenqualität, Bauteilgenauigkeit und Gleichmäßigkeit. Darüber hinaus ermöglichen additiv gefertigte Formen Kosteneinsparungen, z.B. aufgrund reduzierter Bearbeitungszeiten und Materialeinsparungen durch optimierte Bauteildesigns", sagt Juan Pablo Cilia, Senior Additive Design Engineer bei GE Renewable Energy.

Das Fraunhofer IGCV ist für gieß- und werkstofftechnische Fragen sowie die digitale Prozessüberwachung zuständig. „Wir nehmen das Thermomanagement während des Gießens unter die Lupe und werden die idealen Mischungsverhältnisse der Druckmaterialien evaluieren", erklärt Daniel Günther, Abteilungsleitung Formverfahren und Formstoffe am Fraunhofer IGCV. Und Institutsleiter Wolfram Volk ergänzt: „Unser Ziel ist es, den Formdruck zu optimieren, um extrem teure Fehldrucke oder gar Fehlgüsse zu vermeiden, Druckmaterialien wie Binder zu sparen und das mechanische und thermische Verhalten beim Gießen zu verbessern. Durch die Entwicklung eines möglichst ressourcenschonenden Prozesses wollen wir dazu beitragen, die Umwelt- und Kostenbilanz bei der Herstellung der Windkraftanlagen zu verbessern.“

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