Gemeinsames Hilfsprojekt für Klinik in Äthiopien Defektes Turbinenrad mit 3D-gedrucktem ersetzt

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Ralf Högel / Luca Meister

>> Die Stromversorgung für ein kleines Krankenhaus in Äthiopien funktionierte wegen eines defekten Turbinenrades nicht mehr. Das Geld für einen Ersatz des Laufrades fehlte. Durch das gemeinsame soziale Engagement einiger Technologie-Unternehmen liess sich das Problem nicht zuletzt mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie schnell und unbürokratisch lösen. Weltweit einmalig ist, dass beim «On-Demand-Fertiger» Voxeljet Gusskerne und Sandformen bis zu einer maximalen Grösse von acht Kubikmetern hergestellt werden können.

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Baufeld des 3D-Druckers «VX4000».
Baufeld des 3D-Druckers «VX4000».
(Bild: Voxeljet)

Unter Federführung der Turbal AG, einem mittelständischen Familienunternehmen mit 50 Jahren Erfahrung im Turbinen- und Maschinenbau, stand die Neuanfertigung des Laufrades für die kleine Klinik im äthiopischen Walga auf dem Programm. Des Weiteren beteiligten sich der 3D-Druckspezialist Voxeljet Technology aus dem deutschen Augsburg, die auf Solar- und Wärmetechnik fokussierte H. Lenz AG aus Nieder­uzwil sowie die Stahlgiesserei Wolfensberger AG aus Bauma an dem Direkthilfeprojekt.

Konventionell zu teuer

Das Problem war Folgendes: Die konventionelle Herstellung von Laufrädern ist aufgrund der manuellen Erstellung mehrerer Sandkernsegmente und der komplizierten Hinterschneidungen ein überaus aufwendiges, zeitintensives und teures Unterfangen. Die 3D-Drucktechnologie von Voxeljet bietet eine elegante, schnelle und zugleich überaus wirtschaftliche Lösung für solche Aufgabenstellungen. «Als wir von dem Problem erfuhren, entschlossen wir uns spontan zur Hilfe. Unsere 3D-Drucktechnologie ist für Fälle wie diese geradezu prädestiniert. Auf den modernen Druckanlagen in unserem Dienstleistungszentrum lassen sich Sandformen und Kerne für den Metallguss in erster Güte nach CAD-Daten selbst in Losgrösse eins wirtschaftlich und werkzeuglos erstellen. Die Herstellung eines Sandkerns für das Laufrad ist bei uns reine Routine», verrät Dr. Ingo Ederer, Geschäftsführer der Voxeljet Technology GmbH.

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Präzise Sandform in wenigen Stunden gedruckt

Als die benötigten CAD-Daten für das Laufrad vorlagen, machte man sich bei Voxeljet an die Herstellung des strömungsführenden Innenbereichs für das Francis-Rad. Dabei ersetzt der vollautomatisch im 3D-Druck gefertigte Monoblock-Sandkern viele aneinandergereihte, manuell zu erstellende Kernsegmente. Im Gegensatz zur konventionellen Herstellung von Formen, bei der allein die Fertigung von Modellplatten oder Kernkästen mehrere Wochen in Anspruch nehmen kann, lassen sich im 3D-Druck kleinere Sandformen bereits in wenigen Stunden drucken.

Die 250 Millimeter grosse Form für das Laufrad entstand Schicht für Schicht in knapp fünf Stunden. Präzision wird dabei grossgeschrieben – die Genauigkeit in x-und y-Richtung setzt mit 0,2 Millimetern Massstäbe. Grundsätzlich können auf den Grossformatdruckern von Voxeljet Formen aus Partikelmaterial in den Dimensionen vier mal zwei mal einem Meter hergestellt werden.

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