Seit Mitte 2021 wird bei Global Hydro, einem weltweit gefragten Anbieter von innovativen Wasserkrafttechnologien, nicht „nur“ konventionell, sondern zusätzlich auch noch additiv gefertigt. Der Einstieg in den industriellen 3D-Metalldruck gelang den international erfolgreichen Oberösterreichern innerhalb kürzester Zeit. Sie hatten sich mit AM-Studio von CADS Additive für eine Additive Manufacturing-Lösung entschieden, die trotz einer enormen Funktionsvielfalt dennoch leicht und intuitiv zu bedienen ist.
Dank eines starken Partnernetzwerks und mittlerweile zwölf Tochterunternehmen auf drei Kontinenten hat sich die Lösungskompetenz von Global Hydro längst auf der ganzen Welt herumgesprochen. Aktuell liegt die Exportquote des 2002 gegründeten Unternehmens bei über 95 %. Insbesondere bei Kaplan-, Pelton- und Francis-Turbinen im Bereich von 100 kW bis 30 MW gelten die Oberösterreicher als Top-Ansprechpartner, der stets höchste Qualität liefert. Die Oberflächen aller gefertigten Produkte werden nach DIN EN ISO 4287 sowie nach DIN EN ISO 3452-1 geprüft. Zusätzlich kommen bei den umfangreichen Qualitätschecks Ultraschall- und Röntgen-Kontrollen zum Einsatz.
Um auch komplexe Bauteilgeometrien und einzelne Ersatzteile für ältere Bestandsanlagen kosteneffizient herstellen zu können, investierte das Unternehmen im Geschäftsjahr 2020/2021 erstmals in eine additive Fertigungsanlage. Bei der Hardware fiel die Wahl auf eine SLM 500 Quad Selective Laser Melting Maschine von SLM Solutions, bei der Software machte AM-Studio von CADS Additive das Rennen. „Unserem Firmenslogan ‚Visionary Power, wherever you want‘ entsprechend folgen wir nämlich keineswegs nur bestehenden Wegen, sondern zeigen uns stets auch offen für Neues“, äußert sich Thomas Eder, Head of Production bei Global Hydro, zu dieser Anschaffung, die er als perfekte Ergänzung zur konventionellen Produktionslinie betrachtet.
Mit 3D-Metalldruck Lieferzeit und Rohmaterialkosten sparen
Im Gegensatz zu vielen anderen Anwendern von AM-Studio sind es bei Global Hydro vor allem großvolumige Bauteile, die additiv gefertigt werden. Für die Modernisierung eines Schweizer Kraftwerks Baujahr 1949 waren beispielsweise neue Wasserleitbleche für die Turbinenlaufräder zu designen und maßzuschneidern – und das innerhalb von lediglich acht Wochen. „Diese systemrelevanten Kernkomponenten aus Vollmaterial zu fräsen, hätte aufgrund der angespannten Rohstoffsituation sowohl das für dieses Refurbishment zur Verfügung stehende Zeitfenster als auch den mit dem Endkunden vereinbarten Kostenrahmen gesprengt. Deshalb entschieden wir uns dafür, gewöhnliche Brennschneidteile mit gedruckten Konturblechen zu zwei insgesamt jeweils 340 Kilogramm schweren Schweißbaugruppen zusammenzufügen“, erinnert sich Thomas Eder an einen Auftrag, für den in Summe 500 Kilogramm Edelstahlpulver verschmolzen wurden.
Um gleich beim ersten Anlauf die gewünschten dreidimensional gebogenen Formen erschaffen zu können, vertrauten die Mühlviertler auf ein standardmäßig in AM-Studio integriertes Pre-Deformations-Tool. Dieses ermittelt über eine Finite-Elemente-Berechnung wie „verzogen“ ein Teil absichtlich gedruckt werden muss, damit dieser am Ende anforderungsgerecht aus der Maschine kommt.
„AM-Studio ist eine sehr intelligente Software, die mit einer selbsterklärenden grafischen Bedienerführung und zahlreichen im Hintergrund ablaufenden Automatismen dafür sorgt, dass man innerhalb kürzester Zeit von einer 3D-Konstruktion zum fertigen Teil kommt. Nach drei Tagen Einschulung waren wir soweit, dass wir die Software ohne externe Unterstützung nutzen konnten. Die Flexibilität und das lösungsorientierte Denken von CADS Additive in Verbindung mit unserem hochmotivierten Team bei Global Hydro haben zu einer raschen und erfolgreichen Einbindung des 3D-Metalldrucks in unser Fertigungsgeschehen geführt.”
Thomas Eder, Head of Production bei Global Hydro
Auf die Rechenfähigkeiten von AM-Studio ist Verlass
In AM-Studio selbst spiegelt sich das von Thomas Eder angesprochene lösungsorientierte Denken von CADS Additive in zahlreichen anwenderfreundlichen Details wider. So stehen beispielsweise in der Support-Bibliothek neben den gängigen Stützgeometrien Block, Rod und Line mit dem Tree- sowie dem AdaptiveCell-Support noch zwei Spezialsupports zur Verfügung, mit denen sich wesentliche Einsparungen bei der Bauzeit und beim Material erreichen lassen. Es gibt sogar eine KI-gesteuerte Funktion, die bei jedem zu fertigenden Teil mitlernt und die demzufolge nach einigen Wiederholungen vollautomatisch den „richtigen“ Support vorschlägt.
Material sparen hilft auch eine weitere innovative Eigenentwicklung von CADS Additive: Der Algorithmic Support. Dieser sorgt dafür, dass ausschließlich an jenen Stellen mehr Stützstruktur gebaut wird, wo sie aufgrund eines schlechteren Wärmetransports oder wegen akuter „Verzugs-Gefahr“ tatsächlich benötigt wird. „Das eigentliche Herzstück unserer Additive Manufacturing Lösung bildet aber ein High-End-Build-Prozessor. Mit dessen Rechenfähigkeiten nehmen selbst komplexeste Geometrien in Rekordzeit formvollendete Gestalt an“, streicht Daniel Plos, Sales Director bei CADS Additive, abschließend die beeindruckenden Slicing- und Hatching-Fähigkeiten von AM-Studio hervor. Im Falle von Global Hydro galt es allerdings vor allem auch die zu erwartenden Verformungstendenzen des verwendeten Materials vorauszuberechnen. Schließlich mussten sich die gedruckten Bauteile letztendlich passgenau in eine systemrelevante Schweißbaugruppe für die neuen Turbinenlaufräder einfügen lassen.