WAAM-Verfahren Serienfertigung mit Wire Arc Additive Manufacturing

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Der 3D-Druck ist als Fertigungsverfahren für Prototypen oder Kleinstserien längst etabliert. Mit Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) gibt es allerdings auch ein Verfahren, dass sich auch für die Serienproduktion eignet, wie das Beispiel eines führenden Herstellers von Dampfturbinen zeigt.

Die Grundprinzipien der Dampfturbinenfertigung sind seit Jahrzehnten etabliert: Rotor- und Statorschaufeln übernehmen die zentrale Aufgabe der Energieumwandlung von thermischer in elektrische Energie. Je nach Einsatzgebiet unterscheiden sich die Turbinen erheblich in Größe und Komplexität. Während kleinere Anlagen die Dimensionen eines PKW nicht überschreiten, erreichen große Turbinen eine Länge von bis zu 20 Metern, bestehen aus bis zu 70 Stufen und bringen mehrere hundert Tonnen auf die Waage. Die Einsatzbereiche reichen von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen über Biomassekraftwerke bis hin zu großflächigen solarthermischen Kraftwerken. Aufgrund der spezifischen Anforderungen wird jede Turbine individuell ausgelegt.

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Produktionsplanung unter komplexen Rahmenbedingungen

Diese Konfigurationsvielfalt machte die Produktionsplanung für einen führenden Turbinenhersteller immer schwieriger. Lagerhaltung war in einem sinnvollen Umfang nur bedingt möglich. Der Produktionsleiter musste stets zwischen Lieferzeiten und Kosten abwägen. Ein typisches Beispiel sind die Turbinenschaufeln für den Rotor und den Stator. Das Flachmaterial, aus dem die Turbinenschaufeln gefräst werden, bezieht das Unternehmen aus China. Durch die weltweite Lieferkettenproblematik können die Vorlaufzeiten mehrere Monate betragen. Gleichzeitig werden von den Kunden immer kürzere Lieferzeiten gefordert, die dann nur schwer einzuhalten sind. Um den Kostendruck auf dem Markt zu begegnen, sucht das Unternehmen zudem stets nach Möglichkeiten, mit denen sich Kosten reduzieren lassen, um so auf dem internationalen Markt wettbewerbsfähig zu bleiben.