Entwicklung einer additiven Produktionstechnologie zur Herstellung kunstoffbasierter Komponenten für maritime Anwendungen (PRILLIAND)

Abstract

Ziel des Verbundvorhabens ist es daher, die konventionelle Fertigung der gängigen am Markt erhältlichen, teilweise sehr individualisierten Produktlösungen für Komponenten des Steven- rohrsystems durch eine innovative additive Fertigungstechnologie ökonomisch und ökologisch effizienter zu gestalten. Dabei soll ein grundlegend neues Herstellungskonzept auf Basis eines additiven Fertigungsverfahrens (3D-Druck), modifiziert für rotationssymmetrische Großstrukturen, erarbeitet werden. Damit kann die aufwändige Herstellung metallischer Grund- örper wegfallen und ausgewählte Komponenten (etwa des Stevenrohrabdichtungsgehäuses, des Net-pick-up-Systems sowie Gleitlagerringe oder Stevenrohrbuchsen) sollen mit Blick auf faserverstärkte Kunststoffe neu gedacht und werkstoff- sowie fertigungsgerecht konzipiert werden. Im Fokus der geplanten Arbeiten des Verbundvorhabens steht das Stevenrohrabchtungs- gehäuse, da aufgrund der komplexen Fertigungsstruktur für diese Systemkomponente die größten Einsparpotenziale erwartet werden. Anhand moderner additiver Fertigungsmethoden werden hierbei erstmals Großstrukturen der maritimen Antriebstechnik vereinfacht aus granularen, thermoplastisch gefüllten Materialien mithilfe eines speziell für rotationssymmetrische Bauteile angepassten 3D-Druckprozess mit anschließender Feinbearbeitung erzeugt. Das fortschrittliche Verfahren bietet großes Poten-ial zur Reduktion der Herstellungskosten, ganz besonders in Anbetracht der massiven individualisierten Bauteilkomponenten des Stevenrohrabdichtungsgehäuses, des Net-pick-up-Systems sowie von Gleitlagerringen oder Stevenrohrbuchsen. Die Erhöhung der Produktivität durch den grundlegenden additiven Herstellungsprozess, im Vergleich zu einem subtraktiven Fertigungs-erfahren, hat den Nebeneffekt der fast vollständig abfallfreien Prozessierung. Die durch die subtraktive Nachbearbeitung anfallenden Kunststoffspäne können in einem geschlossenen Werkstoffkreislauf dem Fertigungsprozess wieder zugeführt werden. Durch die endkonturnahe additive Fertigung wird das Zerspanvolumen minimiert und bedingt damit eine signifikante Verkürzung der Gesamtdurchlaufzeit des Produkts. Bisherige Entwicklungen zur Einführung von Composite-Bauteilen im maritimen Sektor basieren primär auf der Verwendung duroplas-ischer Ausgangsstoffe, welche nur teilweise recycelbar sind. Die im Projekt geplante Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen ermöglicht eine fast vollständige Wiederverwertung des Materials für den Aufbau neuer Strukturen. Damit wird ein signifikanter ökologischer und ökonomischer Vorteil gegenüber konventionellen Produkten aus duroplastischen Verbund-werkstoffen geschaffen.