Innovation im Taschenformat: Testturm-Souvenir aus dem 3D-Drucker

Ingenieurskunst | Innovationen | Innovation zum Mitnehmen? Jedes Jahr zieht es Tausende von Besuchern auf den thyssenkrupp Testturm in Rottweil. Jetzt gibt es ihn als Souvenir zum Mitnehmen. Er ist aber nicht nur ein hübsches Andenken oder Mitbringsel. In dem 127,94 Millimeter hohen und 15 Gramm leichten Turm aus Thermoplast steckt eine ganze Menge innovative 3D-Drucktechnologie.

Der Testturm für Aufzüge in Rottweil bietet mit 232 Metern Deutschlands höchste Besucherplattform. Er zieht jährlich Tausende von Besuchern in seinen Bann. Für diesen Andrang und das bestehende Interesse an unserem Testturm wollten wir uns bedanken. Deshalb haben sich unsere Experten aus dem TechCenter Additive Manufacturing in Mülheim an der Ruhr mit unseren Kollegen aus Rottweil zusammengetan und ein kleines Stück Hightech geschaffen: Den Testturm aus dem 3D-Drucker.

Testturm, Rottweil

Der Testturm in Rottweil ist nicht nur Test-Stätte für unsere Aufzüge, sondern auch Touristen-Magnet.

Additive Manufacturing zum Anfassen

Die Miniaturversion des Turms ist getreu der Entwürfe der Architekten Werner Sobek und Helmut Jahn als Souvenir produziert. Das Besondere: Der Mini-Turm wurde mit dem Selektiven Lasersinter-Verfahren im thyssenkrupp TechCenter für Additive Manufacturing hergestellt. Dieses 3D-Druckverfahren ermöglicht die Produktion von hochkomplexen Formen.

Der 3D-gedruckte Mini-Testturm steht für die Innovationskraft von thyssenkrupp,“ so Testturm-Marketingreferentin Christiane von der Trappen. „Unsere Besucher haben sich schon lang einen kleinen Turm zum Mitnehmen gewünscht. Hier bei uns im Testturm werden die Aufzugssysteme der Zukunft getestet. MULTI revolutioniert gerade die Aufzugsbranche und wird nächstes Jahr im Deutschen Pavillon auf der Expo 2020 in Dubai ausgestellt. Darum wollten wir auch ein außergewöhnliches Andenken anbieten.“

Selektives Lasersinter-Verfahren: Schicht für Schicht parallel produzieren

Beim Selektiven Lasersinter-Verfahren (SLS) wird das Rohmaterial in Form von Thermoplast-Pulver Schicht für Schicht auf die Bauplattform aufgetragen. Der Boden des im Vorfeld erhitzten Bauraums wird vollständig mit hauchdünnen Pulverschichten bezogen. Während des Produktionsprozesses können sowohl einzelne als auch mehrere Bauteile gleichzeitig hergestellt werden. In einer einzelnen Bauteilschicht werden im TechCenter Additive Manufacturing 100 Mini-Türme parallel produziert.

TechCenter, Additive Manufacturing,

Im TechCenter in Mülheim an der Ruhr treffen technische Zeichnungen aus aller Welt ein, die von der innovativen Software vor Ort in digitale Modelle überführt werden.

Die Information darüber, welcher Bereich gelasert und in die entsprechende Struktur zusammengeschmolzen wird, entnimmt die SLS- Software der digitalen Konstruktionszeichnung. Für den Auftrag der nächsten Schicht senkt sich die Bauplattform ein Stück weit ab und der Vorgang wiederholt sich. Das Besondere ist, dass der komplette Bauraum des Druckers Schicht für Schicht mit Pulver gefüllt wird und somit das restliche, nicht geschmolzene Pulver im Raum verbleibt und das geschmolzene Teil trägt. Dadurch ist der Quader quasi komplett nutzbar. Hochpräzise Bauteile können, unabhängig von der Schwerkraft, in den dreidimensionalen Raum gelasersintert werden.

Werkzeugloser Fertigungsprozess mit unbegrenzter Gestaltungsfreiheit

Das SLS-Verfahren bietet dadurch die Möglichkeit, Produkte mit für 3D-Druck-Verfahren unbekannter Gestaltungsfreiheit und Präzision herzustellen. Der Formen- und Design-Vielfalt sind fast keine Grenzen gesetzt.

Die fertigen Teile, in diesem Fall die kleinen Testtürme, liegen, wie im Video zu sehen, unter Rohmaterialpulver vergraben und werden herausgelöst. Erst nachdem die Türme durch Luftdruck von allen Pulverrückständen befreit sind, kommen ihre Details zum Vorschein. Im Gegensatz zu subtraktiven Verfahren, wie beispielsweise Drehen und Fräsen, bei denen Material abgetragen wird, handelt es sich beim SLS-Verfahren um einen additiven Vorgang, bei dem Material Schicht für Schicht aufgetragen wird. Das bedeutet unter anderem, dass es sich beim Lasersintern um ein werkzeugloses Verfahren handelt. Bei subtraktiven Verfahren wie dem CNC-Drehen gibt es zum Beispiel den Drehmeißel mit jeweiligem Schneidkeil, der Material abträgt und durch diesen Oberflächenkontakt sehr stark beansprucht wird. Die Kosten, die hierbei für die Bereitstellung, den Verschleiß sowie den Ersatz von Werkzeugen entstehen, werden bei additiven Verfahren wie dem Selektiven Lasersintern eingespart.

Standortunabhängige Produktion dank 3D-Druck

Letztendlich bekommen wir von den Kollegen aus Rottweil eine technische Zeichnung zugeschickt und diese können wir dann dazu nutzen, um die Technische Zeichnung in ein digitales Modell zu überführen“, beschreibt Thomas Rheinhardt, Senior Engineer AM Plastic & Solutions die ersten Schritte der Produktion des Testturm-Souvenirs. Die Produktionskette beginnt also mit der Übertragung von Daten. Das ist ein weiterer Vorteil des Lasersinter- Verfahrens: Es ist standortunabhängig. Auf diese Weise können Unternehmen auf der ganzen Welt miteinander kommunizieren. Die Entwicklung und Fertigung werden voneinander getrennt. Die Additive Fertigung ermöglicht es, komplexe Kunststoff- oder Metallbauteile für den industriellen Einsatz effizient und weniger zeitintensiv zu produzieren.

global,engineering

Das selektive Lasersintern ermöglicht eine globale Zusammenarbeit im Bereich des Additive Manufacturings.

Das Ergebnis: Ein Testturm to go

Der Turm besteht aus technischem Thermoplast PA 12 und wird in einer Sintering-Anlage des Modells EOS P396 in Mülheim an der Ruhr hergestellt. Zunächst gibt es ihn als limitierte Erstauflage mit einer Stückzahl von 572. Jedes Exemplar ist mit einer Seriennummer ausgewiesen. Durch Additive Fertigung bildet die Miniversion des Testturms das Rottweiler Original auf detaillierte Weise ab. Die einzelnen Schichten sind dünner als ein Blatt Papier, sodass bei den über 1.000 Schichten eines Turmes die Übergänge kaum mehr sichtbar sind. Die Testturm-3D-Drucke sind für 25 Euro pro Stück sowohl im Testturm in Rottweil als auch über unseren Online-Shop erhältlich.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Verwandte Artikel

engineering tomorrow
Digitalisierung und Industrie 4.0 | Innovationen | Zukunft der Produktion | Industrielle Bauteile aus hochmodernen 3D-Druckern haben entscheidende Vorteile gegenüber herkömmlich produzierten Komponenten. Die Marine-Experten von thyssenkrupp in Kiel arbeiten daher mit Hochdruck daran, 3D-gedruckte Bauteile auch für den U-Boot-Bau wirtschaftlich zu machen. Die nötigen Qualitäts- und Sicherheitsstandards sind bereits gesetzt – gemeinsam mit einem Spezialisten-Team von thyssenkrupp in Mülheim fokussieren sie sich jetzt auf ein großes Ziel: die ersten in Serie gedruckten U-Boot-Komponenten.