GE entwickelt Triebwerksbauteil innerhalb von 12 Wochen mit neuem H1 Binder Jet 3D-Drucker
Mit Hilfe des H1 Binder Jet Metall 3D-Druckers ist es GE Ingenieuren gelungen ein Triebwerksbauteil in der Größe eines Fußballs innerhalb von 12 Wochen zu entwickeln und zu testen. Im Vergleich dazu dauert es bei vielen Konstruktionen hergestellt und entwickelt mit traditionellen Methoden wie Gießen oft einige Jahre, bis solche Komponenten über den Iterationsprozess im endgültigen Design fertig sind.
GE hat seinen H1 Binder Jet 3D-Drucker für Metalle Ende des vergangenen Jahr angekündigt und erste Geräte sollen bereits Mitte 2018 ausgeliefert werden. Bei GE selbst kommt das System bereits zum Einsatz, wie eine aktuelle Fallstudie berichtet.
Binder Jetting im Metall-3D-Druck
Mit dem H1 Binder Jet lassen sich große Teile aus einer Reihe von Materialien herstellen, darunter Edelstahl sowie Nickel- und Eisenlegierungen. Im Gegensatz zu Verfahren bei denen Lasern Metallpulver verschmelzen oder sintern, wird beim Binder Jetting ein Bindemittel aufgetragen um das Pulver zu verkleben. Dieses Bindemittel wird später ausgeschmolzen während das eigentliche Metallbauteil im Ofen aushärtet. Laut GE arbeitet das System 10x schneller als laserbasierte Verfahren und es lassen sich zudem größere Teile herstellen.
“Wir haben auf die tiefgreifende Fachkompetenz des GE Forschungslabors zurückgegriffen um ein spezielles Bindemittel zu entwickeln, welches den Kern des Erfolges im Prozess bildet,” erklärt Arunkumar Natarajan, Forscher bei GE Global Research und technischer Leiter des Binder Jet Projekts.
Vom Design zum 3D-gedruckten Bauteil
Bei dem aktuell gefertigten Bauteil handelt es sich um eine Komponente für das LEAP Triebwerk entwickelt von CFM International, einem Joint Venture zwischen GE Aviation und Safran Aircraft Engines. Das Design Team brauchte mehrere Jahre um das Originalteil mittels Guss und anderen traditionellen Methoden herzustellen. Der Binder Jet 3D-Drucker ermöglichte es jedoch ein neues Design mit 30 Iterationen innerhalb von nur drei Monaten zu drucken und zu testen.
“Das Bauteil war insofern schwierig herzustellen, da es strenge Anforderungen gegenüber der Legierung gibt und das Design über eine komplexe Geometrie verfügt,” sagt GE Aviation Ingenieur Ray Martell. “Ein Binder Jet ist in der Lage diese Herausforderungen zu überwinden und dabei signifikante Kostenvorteile gegenüber bisherigen Verfahren herauszuholen.”
Ken Salas, Leiter der Additive Plattform bei GE Global Research fügt hinzu:
“Bei über 30 Designänderungen wäre Metallguss nicht zweckmäßig gewesen. Ersten ist es zu teuer und darüberhinaus hätte des Prozess mehrere Jahre gedauert.”
GE glaubt für das LEAP Programm Beträge in zweistelliger Millionenhöhe einsparen zu können.