25-MAL KÜRZERE DURCHLAUFZEITEN DANK DED HYBRID TECHNOLOGIE
Hier läuft es senkrecht – mehrere tausend Meter Förderhöhe erreichen die individuellen Pumpenlösungen von Sulzer in den Bereichen Öl & Gas, Energie und Wasseraufbereitung. Die 1834 im schweizerischen Winterthur gegründete Firma entwickelt seit 1860 Pumpen für industrielle Anwendungen. Zum Anderen konzentriert sich Sulzer auf die Fertigung komplexer rotierender Bauteile sowie auf Trenn-, Misch- und Applikationstechnologien. Mit weltweit 180 Produktions- und Servicestandorten sowie 16.500 Mitarbeitern arbeitet das Unternehmen kundennah und geht in der Fertigung innovative Wege, wie die Anschaffung einer LASERTEC 65 DED hybrid von DMG MORI zeigt. Mit dem Laserauftragsschweißen setzt Sulzer seit 2018 neue Maßstäbe in der Fertigung von Laufrädern.
Laufräder gehören zu den am stärksten beanspruchten Komponenten in Pumpen, wie Sulzer sie konzipiert. Feststoffe in den Flüssigkeiten und Säuren sorgen für enormen Verschleiß. Dennoch sind die Bauteile auf Betriebszeiten von bis zu 20 Jahren ausgelegt. „Die Anlagen arbeiten jedoch meist deutlich länger“, erklärt Robin Rettberg, bei Sulzer zuständig für Fertigungstechnologien. „Wenn so ein Laufrad ausgetauscht werden muss, benötigen unsere Kunden schnell Ersatz.“ Da dies überwiegend Sonderanfertigungen betrifft, kann das Unternehmen auch nicht mit Lagerbeständen arbeiten.
Konventioneller Prozess – 25 Wochen Durchlaufzeit
Die Herausforderung bei den Laufrädern besteht in ihrer komplexen Geometrie. Der konventionelle Fertigungsprozess umfasst die Konstruktion und Herstellung einer Gussform, das Gießen des Rohteils und die finale Bearbeitung des Laufrades, wobei längst nicht alle Stellen des Rohteils mit herkömmlichen Mitteln erreicht werden. „Die Kanäle der Laufräder laufen zum Teil bis zu 360 Grad um das Rad herum“, so Robin Rettberg. Der aufwändige Prozess kann in Summe mindestens 25 Wochen dauern.
Neuer Weg der Prozessoptimierung und gesteigerter Wirkungsgrad durch hybride Fertigung
Als die additive Fertigung ein größeres Thema wurde, hat Sulzer hier nach alternativen Prozessen gesucht. Während die ersten Pulverbettlösungen Schwierigkeit in der Nachbearbeitung mit sich brachten und im Materialaufbau auf reine Schichten limitiert waren, hatte DMG MORI 2018 mit dem Konzept der hybriden Komplettbearbeitung auf einer LASERTEC 65 DED hybrid die Lösung. Basierend auf einem 5-achsigen Bearbeitungszentrum kombiniert die LASERTEC 65 DED hybrid die additive Fertigung mittels Pulverdüse mit anspruchsvollem und hochgenauem Fräsen im μm-Bereich in einer Aufspannung. „Das gibt uns die Möglichkeit, alternierend nahezu beliebige Geometrien 5-achsig aufzubauen und entscheidende Bauteilstellen fertig zu fräsen, ehe diese nicht mehr erreichbar sind“, beschreibt Robin Rettberg den Prozess. „Also auch die Bereiche, die bei Gussmodellen zuvor unbearbeitet blieben.“ Mit den besseren Oberflächen erzielt Sulzer einen höheren Wirkungsgrad. Zudem gibt es einen weiteren Vorteil gegenüber den früheren Pulverbettlösungen: „Wir sind im Durchmesser nicht auf einen knapp bemessenen Bauraum limitiert.“ Die LASERTEC 65 DED hybrid bietet Verfahrwege von 735 × 650 × 560 mm.
SIEMENS NX – Hybrides CAD / CAM für Produktentwicklung, Konstruktion und Fertigung
Als Robin Rettberg den neuen Prozess eingeführt hat, wurde er schnell mit einer typischen Herausforderung in der additiven Fertigung konfrontiert: „Schon in der Konstruktion muss ein Umdenken stattfinden, damit man das Potenzial der hybriden Fertigung voll ausschöpfen kann.“ Sulzer setzt deshalb in der CAD-Konstruktion und CAMProgrammierung auf SIEMENS NX. Die Software wurde in Zusammenarbeit zwischen Entwicklungsingenieuren von DMG MORI und SIEMENS entwickelt und ist im Bereich der Pulverdüsentechnologie die leistungsstärkste Lösung von der Programmierung bis zur Fertigung.
Fortschrittlicher additiver Prozess – 1 Woche Durchlaufzeit
Nach wie vor ist die Fertigung der Laufräder ein aufwändiger Prozess. Allein die Konstruktion und Programmierung nimmt ungefähr eine halbe Woche ein. Letztendlich ist der neue hybride Prozess um ein Vielfaches schneller. „Wir konnten den gesamten Durchlauf von 25 auf unter eine Woche reduzieren“, freut sich Robin Rettberg über den Meilenstein. Dazu trägt auch der schnelle Materialaufbau der LASERTEC 65 DED hybrid bei. Er liegt abhängig vom Werkstoff bei 1 kg pro Stunde.
Nachdem Robin Rettberg mit seinem Team einen stabilen Prozess in der Fertigung von Laufrädern auf der LASERTEC 65 DED hybrid etabliert hat, ist Sulzer zuversichtlich, dass die Lösung zukunftsweisend ist. „Wir möchten die Kapazitäten in diesem Bereich weiter steigern, weil wir mit dieser Technologie noch flexibler auf unsere Kundenanforderungen reagieren können.“
Sollte unsere aktuelle Maschine hier nicht mehr ausreichen, haben wir bei DMG MORI bereits die LASERTEC 125 DED hybrid inspiziert. Sie bietet die gleichen Technologie- und Hardwarekomponenten mit denen wir bereits bestens vertraut und eingearbeitet sind. Zusätzlich eröffnet sie mit Ihrer Größe die Möglichkeit für Bauteile bis ø 1.250 mm und 745 mm in Z, bei bis zu max. 2.000 kg Bauteilgewicht.
SULZER
FACTS
- Spezialisiert auf Pump-, Rühr-, Misch-, Trenn- und Applikationstechnologien für Flüssigkeiten aller Art
- 16.500 Mitarbeitende weltweit
- 180 Produktions- und Servicestandorte
- 3,7 Milliarden CHF Umsatz
Sulzer Management Ltd.
Neuwiesenstrasse 15
8401 Winterthur, Schweiz
www.sulzer.com
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