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Additive Auftragsfertigung von großen Metallteilen

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RAMLAB und Autodesk produzieren die weltweit erste additiv gefertigte, zertifizierte Schiffsschraube

Das RAMLAB des Hafens von Rotterdam und Autodesk sind die Wegbereiter für einen hybriden Fertigungsprozess, mit dem Metallteile für Schiffe auf Abruf hergestellt werden können. Sie haben gemeinsam eine Schiffsschraube entwickelt, die durch die Kombination von Wire and Arc Additve Manufacturing (WAAM) und subtraktiven Fertigungsmethoden hergestellt wird. Das Beste daran: Die Fertigung erfolgt innerhalb weniger Tage und mit minimalem Abfall – alles ohne Einbußen an Performance oder Präzision.

Fertigung von großen Bauteilen aus Metall

Als größter Hafen Europas ist der Rotterdamer Hafen in den Niederlanden eine der wichtigsten Schnittstellen im weltweiten Frachtverkehr. Er bietet die besten Verbindungen Europas nach Übersee und schlägt jährlich über 460 Millionen Tonnen Güter um. Ein reibungsloser Betrieb der Einrichtungen und eine nahtlose Abfertigung der Schiffe sind daher unerlässlich.

Wenn heute ein Schiff im Hafen ein Ersatzteil wie eine Schiffsschraube benötigt, dauert die Bestellung und Lieferung in der Regel Wochen oder sogar Monate, wodurch die Reedereien Unsummen an Umsatz verlieren. Zur Lösung dieses Problems wurde im Hafen das innovative Rotterdam Additive Manufacturing Fieldlab (RAMLAB) gegründet – eine Produktionsstätte mit zwei sechsachsigen Robotern, die große Bauteile aus Metall additiv herstellen können. Das RAMLAB-Team arbeitet mit einem engagierten Netzwerk von Hard- und Softwarepartnern zusammen, um Rotterdam zu unterstützen, der smarteste Hafen der Welt zu werden.

Hybride Fertigung als Schlüssel zur Innovation

Das RAMLAB hat die weltweit erste zertifizierte, 3D gedruckte Schiffsschraube hergestellt. Die Schiffsschraube wurde in einem hybriden Fertigungsverfahren gefertigt, bei dem additive Fertigung mit subtraktiver Fräs- und Schleifbearbeitung kombiniert wird. Zunächst wird über Laserauftragsschweißen mit zwei sechsachsigen Robotern die rohe Form additiv aufgebaut. Dann erfolgen die CNC-Bearbeitung und das Polieren, um die benötigten engen Toleranzen zu erzielen. Das Beste daran: Die Produktion erfolgt innerhalb weniger Tage, mit minimalem Abfall und ohne Einbußen an Performance oder Präzision.

Als zentraler Softwarepartner spielt Autodesk eine entscheidende bei der Entwicklung des innovativen, hybriden Fertigungsverfahren von RAMLAB, bei der additive und subtraktive Fertigung kombiniert werden. Hierdruch kann RAMLAB die Fertigungsverfahren deutlich beschleunigen:große Metallteile für Schiffe werden additiv gefertigt und  anschließend per CNC-Fräs- und Schleifbearbeitung fertiggestellt. Dies geschieht innerhalb weniger Tage. So kann Zeit und Geld gespart werden, ohne Kompromisse eingehen zu müssen.

Bild: RAMLAB

ON THE HORIZON

Fortschritte in der additiven Fertigung

Mit additiver Fertigung können Fertigungsunternehmen Produkteigenschaften optimieren, schneller auf Kundenbedürfnisse reagieren und die Zeit für die Markteinführung verkürzen. In vielen Branchen wird aber immer noch überlegt, wann und wie die additive Fertigung effizient und kostengünstig in die Produktentwicklung und -produktion integriert werden kann.

In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie Fortschritte bei Software, Prozessen und Materialien den Herstellern helfen, additive Fertigungsverfahren erfolgreich zu nutzen, um vom Prototyping zur Produktion überzugehen und die wahren Vorteile der Technologie zu nutzen.

Die 3D-gedruckte Schiffsschraube besteht Zertifizierungstests mit Bravour

Seit der Entwicklung des ursprünglichen Prototyps im Jahr 2017 wurde die Schiffsschraube sowohl bezüglich der Fertigungsmethode als auch der Durchsatzzeit optimiert. Die endgültige Schraube wurde einer Reihe strenger Tests unterzogen. Dafür wurde sie auf einem Schlepper montiert. Zu den Tests zählten Geschwindigkeitsprüfungen, Pfahlzug- und Crash-Stopp-Tests, bei dem von volle Fahrt voraus auf volle Fahrt rückwärts umgestellt wird – die schwerste Belastung, die im Normalbetrieb auf eine Schiffsschraube einwirkt. Unter der Aufsicht der Zertifizierungsbehörde Bureau Veritas bestand die Schraube die Prüfungen mit Bravour.Die finale Version ist nun offiziell von Bureau Veritas zugelassen.

Bild: RAMLAB

„Wir im RAMLAB wollen mit unserer Arbeit die Hybridfertigung von großen Metallteilen auf Abruf voranbringen. Wir möchten den Hafen von Rotterdam nicht nur zu einem wichtigen Umschlagplatz für Europa machen, sondern auch zu einer führenden Kraft für innovative Fertigungsverfahren. Autodesk ist für uns aufgrund seiner Erfahrung in Konstruktion und Fertigung mit neuesten additiven Verfahren sowie traditioneller CNC- und Bearbeitung ein zentraler Partner.“

- Vincent Wegener, Managing Director, RAMLAB