HANSA 10-2019

Die Auslegung eines

Die Auslegung eines Schiffspropellers ist komplex und muss in den meisten Fällen auf das jeweilige Schiff angepasst werden. Die Herstellung von Schiffspropellern ist deswegen in der Regel eine Unikat-Fertigung, die Schiffsgröße, Rumpfform, Antriebsleistung und viele weitere Faktoren berücksichtigen muss. Das Standardverfahren zur Herstellung von Propellern ist der Guss mit anschließender Endbearbeitung. Als Werkstoff kommt dabei eine Nickel-Aluminium- Bronze zum Einsatz. Auf Basis der Planungen wird zunächst ein Modell des Propellers, das in der Regel aus Holz besteht, angefertigt. Mit diesem Modell wird dann in der Gießerei die Hohlform für den Guss hergestellt. Aufgrund der Unikatfertigung wird das Modell nach dem Herstellen der Hohlform nicht mehr benötigt und deswegen weggeworfen. Auf der Suche nach neuen Fertigungsmethoden »Wir sind als Hersteller für Schiffspropeller sehr an alternativen Fertigungsverfahren, wie etwa dem 3D- Druck, interessiert«, betont Matthias Eckert, Prokurist bei Schaffran. Deswegen habe er auch sofort zugesagt, als die Gefertec GmbH mit dem Vorschlag einer Kooperation auf ihn zugekommen ist. Das zur B.I.G. gehörende Unternehmen hat das 3DMP-Verfahren zur Marktreife entwickelt. Es basiert auf dem sogenannten Auftragsschweißen und verwendet als Ausgangsmaterial Draht, mittels dessen Schweißraupe für Schweißraupe ein Werkstück gedruckt wird. Ein großer Vorteil dieses innovativen Verfahrens ist die sehr hohe Aufbaurate, die in Abhängigkeit vom verwendeten Werkstoff bis zu 600 cm3 pro Stunde beträgt. Dadurch eignet es sich für die schnelle und wirtschaftliche Fertigung auch größerer Werkstücke aus Stahl, Nickelbasis, Bronze, Titan oder Aluminium. Im Rahmen der Kooperation hat Gefertec als Demonstrator den Der Flügel eines Verstell-Propellers wurde als Demonstrator mit dem 3DMP-Verfahren hergestellt © Gefertec 28 HANSA Report 3D – Additive Fertigung in der maritimen Industrie – 10 | 2019

Flügel für einen Verstellpropeller mit dem Verfahren hergestellt. Das Unternehmen verwendet das für einige Beobachter »inzwischen zum neuen Industriestandard avancierte« 3DMP-Verfahren in seinen Maschinen der arc-Serie. Diese sind in verschiedenen Modellen lieferbar: als 3-achsige Variante für Werkstückgrößen bis etwa 3 m3, als 5-achsige Version für Werkstückgrößen bis 0,8 m3 sowie als kompaktere 5-Achs-Variante für Werkstückgrößen bis zu 0,06 m3. Eine speziell entwickelte CAM-Software erzeugt aus den CAD-Daten des Werkstücks die Daten, mit denen die CNC-Steuerung die exakte Positionierung des Schweißkopfs vornimmt. Die Fertigung des endkonturnahen Werkstücks erledigt die Maschine dann vollautomatisch. »Da das 3DMP-Verfahren direkt mit den CAD-Daten arbeitet, kann das aufwändige Herstellen des Modells, wie es bei der Produktion im Gussverfahren notwendig ist, entfallen«, erläutert Eckert. Die Maschinen von Gefertec ermöglichen Unternehmensangaben zufolge eine »kostengünstige und schnelle Herstellung von endkonturnahen Rohlingen aus Metall«. Die Endbearbeitung erfolgt mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren, beispielsweise per CNC-Fräse. »Dies würde sich kaum von der Bearbeitung der Rohlinge unterscheiden, die wir aus der Gießerei erhalten«, sagt Eckert: »Die Qualität könnte sogar besser sein, da sogenannte Lunker – also Fehlstellen im Rohling –, die beim Gießen stets auftreten können, beim 3DMP-Verfahren ausgeschlossen sind.« Zertifizierung steht noch aus Der Hauptvorteil des 3D-Drucks mit dem 3DMP-Verfahren ist nach Meinung des Schaffran-Prokuristen die Geschwindigkeit: »Dies könnte einen deutlichen Zeitgewinn ausmachen – dazu trägt natürlich auch bei, dass wir kein Modell mehr fertigen müssten.« Eine Hürde ist allerdings noch zu nehmen, bevor das Verfahren für die Fertigung von Propellern verwendet werden kann, wie Eckert weiß: »Die Prüfung und Zertifizierung des 3DMP-Verfahrens durch eine Schiffsklassifikationsgesellschaft steht noch aus.« Auch ist der maximale Bauraum der arc-Maschinen bisher noch nicht für sehr große Schiffspropeller geeignet. n VERSTELLPROPELLER FESTPROPELLER PRÄZISION IST UNSER SCHLÜSSEL ZUM ERFOLG SCHAFFRAN Propeller + Service GmbH Bei der Gasanstalt 6-8 I D-23560 Lübeck made by Tel: +49 (0) 451-58323-0 I info@schaffran-propeller.de HANSA Report Schaffran 3D – Additive Fertigung in der maritimen Industrie – 10 | 2019 www.schaffran-propeller.de 29 ®