17.08.2018

"Wir haben die Wahl zwischen Gießen, Reverse Enginering und 3-D-Drucken"

Bei neu entwickelten Bauteilen, die nach den ursprünglichen konstruktiven Kriterien nicht als gießgerechte Bauteile eingestuft werden, sieht Stefan Dötsch großes Potenzial für das 3-D-Drucken (Foto: KSB).

Stefan Dötsch ist Leiter der Gießerei Pegnitz, KSB SE & Co. KGaA. Die Gießerei hat ihre Produktion in den vergangenen Jahren optimiert und setzt darüber hinaus auf das 3-D-Drucken - sowohl indirekt durch die Fertigung von Kernen und Formen als auch direkt mit der Herstellung von Metallbauteilen.

Herr Dötsch, Die Gießerei in Pegnitz wurde in den vergangenen Jahren modernisiert. An welchen Stellschrauben zur Optimierung der Produktion haben Sie gedreht?
KSB hat in der Gießerei Pegnitz das Projekt Gießerei 2020 zur grundlegenden Modernisierung und Verbesserung der Prozesse durchgeführt. Zum Teil wurden alte Anlagen entfernt, um sich auf die optimale Produktpalette und Werkstoffvielfalt der Gießerei in Pegnitz zu konzentrieren. Das Modernisierungsprojekt wurde in den vier Bereichen Gussproduktion, Gussnachbehandlung, Kernmacherei und Schmelzbetrieb zum Teil vollständig durchgeführt, zum Teil laufen die Investitionen noch bis 2019. Schwerpunkt in der Gussproduktion war eine teilautomatisierte Mittelformanlage und die Verbesserung des Handformbereiches. Der Schmelzbetrieb wurde ergänzt durch zwei Mittelfrequenzschmelzöfen, die Anfang 2016 in Betrieb genommen wurden.

Mit der Einführung der neuen Technik werden erhebliche Einsparungen bei Strom und Kühlwasser realisiert. Um weiterhin im Hinblick auf eine positive Umwelt- und Kostenbilanz in die richtige Richtung zu gehen, wird bis Ende 2018 eine thermische Sandregenerierung installiert. Damit reduziert sich der Verbrauch von Neusand und gleichzeitig der Deponieaufwand des Altsandes. Ferner wurde zur Erreichung der hohen Qualitätsanforderungen und auch der Luftverbesserung an den Arbeitsplätzen eine große Absauganlage installiert, die die Gussproduktion praktisch klimatisiert. Der Vorteil unserer Gießerei in Pegnitz ist die Möglichkeit, zwischen den Herstellprozessen klassischer Guss, Reverse Engineering mit geprinteten Kernen und 3-D-Metalldruck abzuwägen.

In den Veröffentlichungen von KSB sprechen Sie von der intensiven Beschäftigung mit additiver Fertigung. Inwieweit betrifft das die Gießerei in Pegnitz?
Seit fünf Jahren betreiben wir einen Sandprinter zur Herstellung von Kernen und Formen. Damit haben wir uns seit diesem Zeitpunkt sozusagen im Rahmen der Programmierung der Daten schon mit dem Thema der additiven Fertigung beschäftigt. Seit zwei Jahren verwenden wir zur Herstellung von Hilfsmitteln und Werkzeug im Modellbau zwei Kunststoff-3-D-Printer. Unser Werkstofflabor beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Herstellung von Bauteilen im metallischen 3-D-Druck und betreibt zwei 3-D-Laserdrucker im metallischen Pulverbett-Verfahren. In 2018 haben wir uns in der Gießerei Pegnitz zum Zwecke der Industrialisierung einen 3-D-Laserdrucker für das Pulverbettverfahren angeschafft. Ziel ist es, sich intensiv mit diesen Technologien auseinanderzusetzen.

Wir werden Bauteile in industrieller Weise mit diesem Verfahren herstellen, deren Geometrie sehr komplex ist. Im herkömmlichen Gießverfahren sind diese Bauteile aufwendig herzustellen. Als Pumpenbauer sehen wir natürlich einen besonderen Fokus auf der Herstellung von Laufrädern. Wir sehen im additiven Fertigungsverfahren eine große Chance für die Zukunft. Additiv gefertigte Bauteile im Pulverbett-Verfahren haben einen höheren Preis verglichen mit konventionellen Teilen, wenn sie 1:1 (gleiche Wandstärke / gleiches Gewicht) umgesetzt werden. Jedoch ist auch das unter Umständen wirtschaftlich, wenn z. B. in einem Servicefall ein Laufrad mit höherer Priorität benötigt wird. Stellen Sie sich vor, eine Chemieanlage müsste abgeschaltet werden, weil ein Bauteil fehlt. In so einem Fall spielt der Preis eines Laufrades eher eine untergeordnete Rolle gegenüber dem Schaden, der durch die Ausfallzeit entstehen könnte.

Mittelfristig werden nach unserer Einschätzung Bauteile wirtschaftlich herstellbar, wenn sie einem entsprechenden Design Review unterzogen werden. Wir bewerten den Markt der additiven Möglichkeiten und stellen eine sehr rasante Entwicklung fest. Aus heutiger Sicht ist dieses Verfahren nicht geeignet, um 1:1 schwere Gussbauteile zu ersetzen. Jedoch sehen wir ein großes Potenzial bei neu zu entwickelnden Bauteilen, die eben nicht mehr von den ursprünglich konstruktiven Kriterien als gießgerechte Bauteile herzustellen sind. Diese Bauteile werden nach neuen topologieoptimierten Kriterien mit großer Gewichtseinsparung bei ausreichender Festigkeit im 3-D-Druck hergestellt.

Auch in Pegnitz spielt der Fachkräftemangel eine Rolle. Wie ist die Situation in Ihrer Gießerei und wie gehen Sie das Thema an?
Wir begegnen dem Fachkräftemangel durch die Ausbildung von Gießereimechanikern, Modellbauern und Schweißern in unserer Ausbildungseinrichtung. Dadurch sichern wir uns langfristig den Mitarbeiternachwuchs. Darüber hinaus haben wir in den vergangenen beiden Jahren gute Mitarbeiter aus anderen Fachbereichen eingestellt und für die gießereispezifischen Anwendungen geschult.

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