Turbinenschaufelrad für Lichtmaschine

Beschreibung des Bauteils: Das Projekt der Deutschen Bahn und der toolcraft AG befasst sich mit der Herstellung einer Baugruppe, bestehend aus neun innovativen Turbinensegmenten, welche mithilfe eines Trägerrings zu einem Turbinenrad montiert werden. Dieses Bauteil wurde mittels metallischem 3D-Druck gefertigt und ist eine Komponente in einer Lichtmaschine, die mittels Wasserdampf Strom erzeugt.

Herausforderungen: Die Herausforderung und das Ziel bestanden darin, eine einfach lösbare Verbindung der Turbinensegmente zu erreichen. Eine hohe Turbinenleistung und die Auslegung der Konstruktion für eine hohe dynamische Last mussten gewährleistet sein, die Umgebungstemperatur und die Oberflächenrauigkeit waren zu berücksichtigen. Um eine Unwucht zu vermeiden, war außerdem ein rotationssymmetrischer Aufbau gewünscht. Ein weiteres Ziel des Projekts war die Kostenreduktion.

Lösung:

Die genannten Anforderungen ließen sich durch eine konstruktive, strömungsoptimierte Neuauslegung der Turbinenschaufelsegmente erfüllen. Dadurch sind weniger Supportstrukturen notwendig, auch der Umfang an Nachbearbeitung konnte verringert werden. Die Vorteile bestehen in einem innovativen und AM-gerechten Ersatzteilmanagement sowie in einer Steigerung der Turbinenleistung. Hierdurch können Kosten und Montageaufwand deutlich gesenkt werden. Von dieser Innovation profitieren Firmen, die sich mit dem Ersatzteilmanagement der Zukunft auseinandersetzen. AM-gerechtes Design und Neuauslegung bieten sehr großes Potenzial, zum einen über Mehrwerte im Bauteil beziehungsweise in der Baugruppe selbst, aber auch im Hinblick auf die Verfügbarkeit auf Abruf.

Fazit: Das Projekt zeigt eindrucksvoll, welches Potenzial die Additive Fertigung im Ersatzteilmanagement hat. Ein reines „Nachdrucken“ der Komponenten hätte nicht annähernd solche Optimierungen erbracht. Es lohnt sich also, sich intensiv mit der Technologie und den damit verbundenen Chancen und Vorteilen auseinanderzusetzen.