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Fallstudie

Eine Windturbinenflügelspitze in 8 Tagen auf Anhieb richtig drucken

Wie der Fortus FDC-Schrank für die Materialzuführung und Trocknung den ersten erfolgreichen Druck in großem Maßstab ermöglichte


3D printed turbine blade using Stratasys FDM Technology
Scandia National Laboratories logo

Customer

Sandia National Laboratories 

Headquarters

Albuquerque, NM

Industry

Federally Funded Research and Development Center (FFRDC)

Employees

12,000+

Herausforderung

Ein 8-tägiger Druckvorgang, der nicht scheitern durfte 

Im Rahmen einer vom US-Energieministerium finanzierten Initiative mussten die Sandia National Laboratories eine fast 2 Meter lange, aerodynamische Windturbinenflügelspitze herstellen, bei der kein Spielraum für Fehler bestand. 

Für den Druck waren erforderlich: 

  • 185 Stunden ununterbrochenen Druck 
  • Acht Materialspulen
  • Mehrere automatische Materialwechsel 

Obwohl das Bauteil mithilfe der FDM-Technologie gedruckt werden konnte, führten die automatischen Filamentwechsel bei drei Versuchen zu Schwankungen, die sich auf die Oberflächenbeschaffenheit und -konsistenz auswirkten. Da jeder Druckvorgang mehr als eine Woche Maschinenzeit in Anspruch nahm, waren Fehlschläge kostspielig. Das Team musste die Wechsel reduzieren und den Prozess stabilisieren, ohne das Bauteil neu zu konstruieren.  

Sandia holte sich Unterstützung von Stratasys Direct Manufacturing (SDM). Seit über 30 Jahren ist Stratasys Direct™ führend im FDM®-3D-Druck und unterstützt Kunden bei der Lösung komplexer Konstruktions- und Fertigungsherausforderungen. Das Unternehmen kann auf eine erfolgreiche Bilanz bei der Lieferung zuverlässiger, Hochleistungs-Bauteile für anspruchsvollste Anwendungen zurückblicken. 

Die Lösung

Fortus FDC mit dem 3D-Drucker F900 

In Zusammenarbeit mit SDM kombinierte das Team den Fortus FDC-Schrank für die Materialzuführung und Trocknung mit dem Industrie-Drucker F900®, um die große Rotorspitze zuverlässig aus dem Hochleistungs-Kunstharz ULTEM™ 9085 herzustellen. Der Fortus FDC erhöht den Materialvorrat und sorgt gleichzeitig für eine kontrollierte Filamentkonditionierung.  

Bei einem so großen, komplexen Bauteil reduzierte der Fortus FDC die Materialwechsel während des 8-tägigen Druckvorgangs von sieben auf nur zwei. Weniger Eingriffe bedeuteten: 

  • Weniger übergangsbedingte Fehler
  • Weniger Eingriffe durch die Anwender
  • Höhere Materialstabilität bei Langzeitdrucken 
Stratasys F900 Fortus FDC System

Das Ergebnis 

Ein stabilerer, besser vorhersehbarer Produktionsablauf 

Mit dem Fortus FDC gelang es dem Team, die Klingenspitze bereits beim ersten Versuch erfolgreich zu drucken. Das Bauteil erfüllte die Qualitätsanforderungen ohne die bei früheren Drucken aufgetretenen Übergangsfehler, wodurch die Kosten und das Risiko eines zusätzlichen achttägigen Nachdrucks vermieden wurden. 

In der großformatigen additiven Fertigung verstärken lange Druckvorgänge die Schwankungen. Umrüstungen und Feuchtigkeitsschwankungen können schnell zu Kapazitätsverlusten, Verzögerungen und Ausschuss führen. Durch die Reduzierung von Umrüstungen und die Stabilisierung der Filamentkonditionierung sorgte der Fortus FDC für die für den Einsatz entscheidende Fertigungssicherheit. 

Weitere Informationen zu dieser Arbeit finden Sie in dem folgenden Artikel der Sandia National Laboratories.

Stratasys FDM sample part with dimples and cylindrical vortex generators

Vom Prototyp bis zur Serienfertigung

FDM-Drucker bieten die für den Einsatz erforderliche Zuverlässigkeit.