Schiffsbau: Katamaran in einem Stück per 3D-Druck gefertigt
Caracol AM hat gemeinsam mit der spanischen V2 Group einen rund 6 Meter langen, etwa 2,5 Meter breiten und rund zwei Tonnen schweren Katamaran als monolithische Einheit im 3D-Druck gefertigt. Der rund 160 Stunden dauernde Produktionslauf erfolgte durchgängig auf einer robotergestützten Großformatanlage.
Diese Anlage arbeitet mit einem Heron-400-Druckkopf, der von einem 6-Achsen-Roboterarm geführt wird und das Material präzise entlang berechneter Bahnen extrudiert. Sowohl der Druckkopf als auch das Feeding-System zur Trocknung und kontinuierlichen Zuführung des Materials sind Eigenentwicklungen von Caracol AM. Gedruckt wurde mit recyceltem Polypropylen, das zu 30 Prozent mit Glasfasern verstärkt ist und damit Stabilität bei vergleichsweise geringem Gewicht bieten soll.
Zum Einsatz kam den vorliegenden Informationen nach(öffnet im neuen Fenster) das sogenannte LFAM-Verfahren (Large Format Additive Manufacturing). Dabei wird Kunststoffgranulat zunächst aufgeschmolzen und mittels eines Extruders schichtweise zu einem großformatigen Rohling aufgebaut. Im Anschluss folgt ein subtraktiver Bearbeitungsschritt: Der gedruckte Rumpf wird auf einer 5-Achs-CNC-Fräse nachgearbeitet, um Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erzielen.
Nach diesen Fertigungsschritten wurden Belastungs- und Strukturtests durchgeführt, um die Einsatzfähigkeit des Bootes unter realen Bedingungen zu überprüfen. Das Projekt diente damit vor allem als technischer Praxistest für die großformatige additive Fertigung im maritimen Umfeld . Angaben zu den konkret verbauten Antriebskomponenten machten die beteiligten Unternehmen nicht.
Weniger Abfall und schnellere Fertigung
Caracol AM mit Sitz in Italien entwickelt robotergestützte Systeme für die additive Herstellung großdimensionierter Bauteile. Das Unternehmen sieht Einsatzfelder seiner Technologie neben dem Schiffbau auch in der Luft- und Raumfahrt, im Bauwesen, in der Energiebranche sowie bei industriellen Großstrukturen. Ziel sei es, digitale Entwicklungsdaten direkt in automatisierte Produktionsprozesse zu überführen – ein Anspruch, der sich auch im Katamaran-Projekt widerspiegelt.
Gerade dort zeigte sich, dass die Konstruktions- und Datenaufbereitungsphase zunächst einen erhöhten Aufwand erforderte, da Größe und komplexe Geometrien eine präzise Abstimmung der Druckstrategie verlangten. Dazu gehörten die Feinjustierung von Prozessparametern, die Balance zwischen struktureller Festigkeit und Druckbarkeit sowie die Planung der Nachbearbeitung.
Viele dieser Schritte fielen jedoch nur einmal pro Bootstyp an. Seien sie definiert, ließen sich die Einstellungen auf weitere Druckvorgänge übertragen, wodurch sich Folgeproduktionen effizienter vorbereiten und umsetzen ließen. Laut Caracol AM ist mit einer Reduzierung des Materialabfalls um rund 30 Prozent und einer Verkürzung der Durchlaufzeiten um etwa 20 Prozent zu rechnen.
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