Gießen Bavaria 2.0 im Stapelgussverfahren

Anbieter zum Thema

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Projektgruppe RMV

SAB Bröckskes GmbH & Co KG

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Bechtle PLM Deutschland GmbH

Forschenden des Fraunhofer IGCV haben einen Doppelgänger des Münchner Wahrzeichens, der Müncher Baviaria, hergestellt. Im Stapelgussverfahren und mit Additiver Fertigung ist eine ein Meter und 25 Kilogramm schwere Bavaria 2.0 entstanden.

Wer dieser Tage auf dem Weg zum Münchner Oktoberfest ist, geht zwangsläufig an ihr vorbei: der Münchner Bavaria. Die 18 Meter hohe und 87 Tonnen schwere Patronin Bayerns wacht seit 1850 über der Theresienwiese und gilt bis heute als technische Meisterleistung. Mehr als 150 Jahre später, haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV ihre Doppelgängerin hergestellt.

Anhand von CAD-Daten der Bayerischen Seen- und Schlösserverwaltung schrumpften die Forschenden das digitale Abbild des Originals. Dieses wurde anschließend mit Hilfe einer Simulation in 53 einzelne Abschnitte unterteilt. Mittels Additiver Fertigung entstand dann die Gussform im 3D-Sanddruck. „Dieses Verfahren bietet sich insbesondere bei hochkomplexen Strukturen an“, erklärt Dr.-Ing. Steffen Klan, Leiter der Gießereitechnik in Garching. Danach setzten die Ingenieure das Puzzle Block für Block zusammen und bereiteten es für den Abguss vor. Am Ende brachte die Gussform stattliche 400 Kilogramm Gewicht auf die Waage. So viel wie ein ausgewachsenes Pony.

40 Kilogramm geschmolzenes Aluminium für Bayerns Ikone

Für den Abguss benötigten die Forschenden rund 40 Kilogramm geschmolzenes Aluminium. Dafür wurden Aluminiumblöcke auf eine Temperatur von über 750 Grad Celsius gebracht. Das Metall erhält dabei einen silbrig glänzenden Farbton. Über feine Zuführungskanäle wurde die sogenannte Schmelze dann in die Sandform gegossen. Während der Gussvorgang nur 30 Sekunden dauert, benötigt das fertige Gussteil bis zu zwei Stunden zum Abkühlen und Aushärten. Beim vorsichtigen Ablösen der Sandform wurde die Bavaria schließlich unversehrt aus ihrer Hülle befreit. Abschließend wurden die überstehenden Grate, die entstehen, wenn die Schmelze zwischen den einzelnen Formblöcken austritt, abgeschliffen und poliert.

Die Bavaria im Kleinformat vor sich zu sehen, war auch für den erfahrenen Fraunhofer-Wissenschaftler ein Highlight: „Es ist schon etwas Besonderes, wenn man eine neue Technologie an einem traditionsreichen Modell umsetzen darf. Denn mit dem erfolgreichen Abguss konnten wir nachweisen, dass man über die Blockgröße und die Anzahl der Blöcke beliebig große und gleichzeitig komplexe Bauteile herstellen kann“, freut sich Dr. Steffen Klan.

Eichenkranz aus dem 3D-Drucker

Nach dem Guss war die neue Bavaria aber noch nicht fertig. Ihre linke Hand, in der sie den Eichenkranz in die Höhe hält, war noch leer. „Der Kranz war zu filigran für den Guss. Gerade beim Abschlagen der Gussform wäre dieser höchstwahrscheinlich zerbrochen“, erklärt Dr.-Ing. Georg Schlick, Leiter des Bereichs für Additive Fertigung am Fraunhofer IGCV. Die Lösung brachte das so genannte selektive Laserschmelzverfahren. Pulverisiertes Metall wird dabei mithilfe eines Laserstrahls aufgeschmolzen und auf eine Platte aufgebracht. Schicht um Schicht entsteht auf diese Weise das fertige Bauteil. „Vorteil dieses additiven Verfahrens ist, dass wir ohne Form arbeiten können. Das gibt uns sehr viel Gestaltungsspielraum, was die Geometrie des Bauteils betrifft, in unserem Fall der Eichenkranz der Bavaria“, so Schlick weiter.

Die kleine Ausführung des Münchner Wahrzeichens steht nun im Eingang des Neubaus am Standort Garching für das technische Knowhow des Forschungsinstituts.

(ID:50182586)