Wie vereinfacht der additiven Fertigung die Herstellung großer Metallteile?

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• Titel-Tag: Additive Fertigung für große Metallteile: Effizienzsteigerung und Kostensenkung

• Meta-Beschreibung: Erfahren Sie, wie die additive Fertigung mittels DED und WAAM herkömmliches Gießen und Schmieden ersetzt, um die Produktionskosten um 50 % und die Durchlaufzeiten um 75 % zu senken.

• Ziel-Keywords: Großformatige additive Metallfertigung, DED vs. WAAM, industrieller 3D-Druck, Nachhaltigkeit bei metallischer additiver Fertigung.

Beseitigung von Fertigungsbottlenecks: Der Wandel hin zur großformatigen metallischen additiven Fertigung

Die konventionelle Fertigung großer Metallteile ist häufig durch eine fragmentierte Kette aus Gießen, Schmieden und umfangreichem Zerspanen gekennzeichnet. Dieser mehrstufige Workflow führt zu längeren Durchlaufzeiten, höheren Kosten und erhöhtem Materialverschleiß. Durch die Einführung von Additive Fertigung (AM) —speziell Richtenergie-Abscheidung (DED) und Drahtlichtbogen-additive Fertigung (WAAM) —Branchenführer wechseln zu einem einstufigen, digital gesteuerten Produktionsprozess.

Der wirtschaftliche und betriebliche Vorteil

Der Übergang von sequenziellen, werkzeugabhängigen Operationen hin zu einer konstruktionsgetriebenen Fertigung bietet erhebliche Wettbewerbsvorteile:

• Verkürzung der Durchlaufzeiten: Reduzierung der Produktionszyklen von 8–12 Wochen auf nur 2–4 Wochen.

• Drastische Kostenreduktion: Eliminierung teurer Formen, Modelle und Schmiedewerkzeuge. Für die Kleinserienfertigung (unter 5.000 Einheiten) berichten Hersteller über 35–50 % gesamte Kostenreduktionen .

• Überlegene Materialeffizienz: Traditionelle subtraktive Verfahren verwerfen bis zu 80 % des Ausgangsmaterials. Die additive Fertigung (AM) erzeugt nahezu fertigungsnahe Geometrien, indem ausschließlich das Material abgeschieden wird, das zur Herstellung des Endteils erforderlich ist.

Skalierbare Technologien: DED vs. WAAM

Die metallbasierte additive Fertigung im Großformat bietet Flexibilität, da die Baugröße von den traditionellen Kammerbeschränkungen entkoppelt ist.

Leistungsdaten für Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)

WAAM nutzt ausgereifte Schweißtechnologie, um vorhersehbare Kosten und eine hohe Materialausnutzung zu gewährleisten.

Leistungskennzahl: Im Vergleich zur CNC-Bearbeitung aus einem 6.500 kg schweren Block erreicht WAAM eine 3× höhere Materialausnutzung , wodurch der Rohmaterialverbrauch für ein fertiges Teil mit einer Masse von 1.590 kg auf nur 2.100 kg reduziert wird.

Praxisnahe Validierung: Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung

Fallstudie: Titan-Halterung von Airbus

Airbus verwendete laserbasiertes DED, um mehr als ein Dutzend herkömmlich gefertigter Komponenten in einer einzigen 2,5 Meter langen Titan-Halterung zu vereinen. Das Ergebnis? 25 % Gewichtsreduktion und 60 % weniger Materialabfall , bei vollständiger Einhaltung der Zertifizierungsanforderungen von EASA und FAA.

Fallstudie: Bestandswartung

Für Verteidigungsanwender fungiert die additiv Fertigung als „digitales Lager“. Eine europäische Luftwaffe ersetzte eine 1,8 Meter lange Landgestellkomponente innerhalb von nur drei Wochen mithilfe von DED – und umging damit die für herkömmliches Schmieden typischen Lieferzeiten von zwölf Monaten.

Nachhaltigkeit: Dekarbonisierung der Schwerindustrie

Metall-AM-Verfahren verbrauchen etwa 30 % weniger Energie weniger Energie als vergleichbare Gieß- oder Schmiedeprozesse. Darüber hinaus reduzieren topologieoptimierte AM-Bauteile – wie beispielsweise leichte Luftfahrt-Halterungen oder hydraulische Verteilerblöcke – die Gesamtmasse der Endprodukte und senken so den Kraftstoffverbrauch sowie $CO_2$ die Emissionen über den gesamten Lebenszyklus des Produkts.

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