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Die US-Marine setzt verstärkt auf additive Fertigung, um den Bau von U-Booten effizienter zu gestalten und wichtige Wartungsprozesse zu beschleunigen. Hintergrund ist die Verzögerung bei der Fertigung der Columbia- und Virginia-Klasse U-Boote, die den Zeitplan um bis zu 16 Monate beziehungsweise drei Jahre hinter dem Ziel zurückwerfen. Angesichts des AUKUS-Abkommens, bei dem die USA drei U-Boote der Virginia-Klasse an Australien liefern sollen, ist diese Entwicklung eine Herausforderung für die nationale Sicherheit.
Rear Admiral Jonathan Rucker, leitender Einkäufer für Angriffs-U-Boote bei der Marine, betonte in einer Anhörung vor dem House Armed Services Subcommittee: „Wir können die Nachfrage nach U-Booten, die wir brauchen, und deren Instandhaltung nicht decken, ohne auf additive Fertigung umzusteigen“.
Ein Schlüsselfaktor ist die Beschleunigung der Produktion und die Kontrolle der Lieferketten. Derzeit ist der Gussprozess ein Engpass, insbesondere da China weltweit führend in der Gussproduktion ist und deutlich mehr produziert als die USA. Mit dem Ausbau der additiven Fertigung in den USA können diese Abhängigkeiten reduziert werden.
Der Einsatz von 3D-gedruckten Teilen hat sich bereits bewährt. So konnte Hunt Valve, ein Unternehmen der Fairbanks Morse Defense, eine 70 Pfund schwere Ventilanordnung entwickeln, die erstmals in ein U-Boot eingebaut wurde. Diese Fertigungsmethode verkürzte die Produktions- und Lieferzeit um zwei Drittel. Bis Ende 2024 plant die Marine, fast 100 Teile aus metallischer additiver Fertigung in U-Booten zu installieren. Unternehmen wie HII und General Dynamics Electric Boat setzen ebenfalls auf diese Technologie, um Komponenten für Schiffe wie die USS Oklahoma zu beschaffen.
Die additive Fertigung hat nicht nur die Produktionszeit verkürzt, sondern auch die Ausschussrate gesenkt. Kupfer-Nickel-Bauteile, die traditionell im Sandguss hergestellt werden, weisen oft hohe Porosität und Ausschussraten auf. 3D-gedruckte Ventilkörper haben hingegen eine wesentlich höhere Erstproduktionserfolgsrate. Darüber hinaus reduziert dieser Ansatz den Materialverbrauch, da Schicht für Schicht nur das benötigte Material aufgebaut wird.
Die Nutzung der additiven Fertigung im Schiffbau hat sich von kleinen Teilen auf großformatige Komponenten ausgeweitet. Diese Entwicklung verspricht Fortschritte für die Lieferkette der Verteidigungsindustrie und die langfristige Schiffbau-Strategie der US-Marine.
