Gemeinschaftsprojekt: 3-D-Druck von Hochdruckarmaturen

Projektpartner: Magdeburger Industriearmaturen-Manufaktur GmbH (MIAM GmbH), Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH

Finanziert durch: Kofinanziert aus Mitteln der Europäischen Union

Das Teilvorhaben „Herstellung und Bewertung von Rohlingen für Hochdruckarmaturen durch metallische additive Fertigung mit hohen Abschmelzleistungen“ wird aus Mitteln der Europäischen Union kofinanziert.

Die veränderten wirtschaftlichen Rahmenbedingungen in Deutschland führen dazu, dass es für ein Unternehmen wie die MIAM mit Armaturenlosgrößen von 1 bis 10 Stück schwer ist, in bestimmten Fristen qualitativ hochwertige Schmiedestücke oder Stahlguss als Rohlinge zu bekommen. Die chemische Industrie, die ebenfalls unter hohem Wettbewerbsdruck steht, fordert in immer kürzeren Fristen die Lieferung der erforderlichen Armaturen. Die Lieferzeiten sind gebunden an sich verkürzenden Wartungs- und Instandhaltungszyklen der Chemieanlagen. Der Erfolg von Angeboten zur Beauftragung der Armaturen hängt wesentlich von der Dauer der Beauftragung und dem Liefertermin ab. Bisher werden die schwieriger werdenden Bedingungen bei Schmieden und Gießereien in Deutschland durch die Kooperation mit Lieferanten im Ausland kompensiert, oder es werden die Hochdruckarmaturen aus „Vollmaterial“ mit hohem Maschinen- und Energieaufwand gefertigt.

Eine Alternative kann die additive Fertigung sein, die seit ca. 10 Jahren verstärkt auch für metallische Werkstoffe industriell verfügbar ist. Bei diesen Verfahren werden Bauteil schichtweise aufgebaut. Die einzelnen Schichten werden schmelzschweißtechnisch miteinander verbunden oder direkt als flüssiges Metall aufgebracht (aufgeschweißt). So entsteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Schichten, die einem Gusserzeugnis gleichkommt. Durch gezielte Wärmeführung und Prozesskontrolle können die Eigenschaften der erzeugten Rohlinge dem Guss- oder Schmiedeerzeugnis überlegen sein. Weiterhin sind Multimaterialanwendungen mit gezielten werkstofftechnischen Anpassungen in besonders kritischen oder beanspruchten Bereichen des Bauteils bereits machbar. Die Anwendung der additiven Fertigung für die Herstellung von Armaturenrohlingen aus hochtemperaturfesten und korrosionsbeständigen Werkstoffen wurde jedoch noch nicht ausreichend erforscht und bietet das Potential unabhängiger von angesprochenen Lieferengpässen zu werden und dabei die technische Leistungsfähigkeit der Bauteile zu erhöhen.

Die MIAM GmbH hat in eine Roboterfertigung u.a. zum Panzern von Armaturen investiert. Damit sind erste Möglichkeiten im Unternehmen für die Einführung der additiven Fertigung vorhanden. Aufbauende auf dem Know-how der SLV Halle GmbH und den internationalen Forschungsergebnissen bei der metallischen additiven Fertigung sollen Gehäuse für Hochdruckarmaturen in unterschiedlicher geometrischer Ausführung gefertigt werden. Das ist bisher in der Literatur - auch bei Schutzrechteanmeldungen - nicht publiziert und stellt nach eigenen Recherchen eine Neuheit dar.