Ein Blog von Tobias Schmidt
Allgemeines:
Im Rotlichtbezirk Amsterdams steht die erste Stahlbrücke aus dem 3D-Drucker. Die Forschung dieses Projekts begann schon im Jahr 2015. Das Robotik-Unternehmen MX3D druckte die Brücke. Es waren vier Roboterarme im Einsatz die 1500°C erhitzten Stahl schichtweise auftrugen, bis die Stahlbrücke fertig war. Der ganze Druckvorgang benötigte sechs Monate.
Man wird von dem Design der 12 Meter langen Brücke an Renaissance-Zeiten erinnert. Die Brücke verbindet somit alte Designs mit neuesten Drucktechniken, ebenso wie Vergangenheit und Zukunft von Amsterdam.
Eröffnung der Brücke:
Die Stahlbrücke wurde passend zu seiner Konstruktion eröffnet. Máxima, Königin der Niederlande drückte einen grünen Knopf worauf hin ein Roboterarm das Eröffnungsband mit einer Schere Durchschnitt. Damit ist die insgesamt 4,500 Kilogramm schwere Brücke nun für Bewohner und Touristen frei zugänglich.
Technik in der Brücke:
Doch die Brücke ist auch mit allerlei Technik ausgestattet. Sie besitzt ein Netzwerk aus 12 Sensoren die Daten sammeln. Sie sammelt Daten über konstante Belastung, Vibration, Rotation und Verschiebung. Auch Temperatur und Feuchtigkeit werden gemessen. Das Sensor-Netzwerk ist überdies mit einem virtuellen Zwilling der Konstruktion verbunden.
Das erlaubt es der Firma, die Funktionen der Brücke in Echtzeit zu überwachen. Diese Daten werden anschließend von Ingenieuren, Forschern und Beteiligten analysiert, um den aktuellen Zustand der Stahlbrücke zu erkennen. Dadurch kann die Industrie lernen, wie sich 3D-gedrucktes Stahl über lange Zeit verhält. Zudem lässt sich so feststellen ob Verbesserungen oder Instandhaltungsarbeiten notwendig sind.
Metall Drucken
Stärken:
- Hohe Geschwindigkeit in der Herstellung
- Komplexe Geometrien sind möglich
- Variable Produktion ist möglich
Schwächen:
- Supportstrukturen ( Aufwendige Nachbearbeitung)
- Materialien & Maschinen sind sehr teuer
- Fertigungsbedingt geringe Genauigkeit und raue Oberflächen
Anwendung:
Prinzipiell gibt es zwei Möglichkeiten bei der Herstellung von Metall Teilen. Zum einen das abtragende Verfahren (z.B. Drehen und Fräsen) andererseits das generative Verfahren (Metall 3D-Druck). In beiden Fällen werden 3D-Modelle der Objekte benötigt. Die Qualität der Oberflächen, die beim Metall 3D-Druck entsteht, ist meist niedrig, sodass eine Nachbearbeitung mittels abtragenden Verfahren notwendig wird. Häufige Anwendungsbereiche des Metall 3D-Drucks sind kleine Objekte oder bei komplexen Geometrien.
Da mit dem Metall 3D-Druck Geometrien leichter möglich sind, die die abtragenden Verfahren nicht oder nur mit sehr großem Aufwand leisten kann, wird der Metall 3D-Druck oft zum Erzeugen von Vorstufen des gewünschten Objekts (=Rohlinge) verwendet. Welche dann nachbearbeitet werden.
Aufgrund der schnellen und kostengünstigen Fertigung eignen sich insbesondere die pulverbettbasierten Metall 3D-Druckverfahren gut für kleine Sonderserien oder Kleinserien. Leichtbau
Das größte Anwendungsfeld dieser Technologie ist der Bereich des Leichtbaus. Wenn es darum geht, Gewicht oder die Anzahl der Bauteile zu reduzieren, ist der Metall 3D-Druck die bessere Wahl. Hier spielt die Luft- und Raumfahrttechnik eine hervorgehobene Rolle.
Reduktion von Einzelteilen
Ein weiteres Anwendungsfeld des 3D-Drucks ist die Reduktion von nicht beweglichen Einzelteilen. Dabei geht es in erster Linie darum, die Anzahl der Bauteile zu verringern. Somit wird die Fehleranfälligkeit und der Wartungsaufwand reduziert.
Fazit:
Ich finde das die Brücke eine schöne Materielle Verbindung von Vergangenheit und Zukunft darstellt. Es ist zudem faszinierend zu Wissen das Konstrukte in solcher Größenordnung gedruckt werden können. Was den Metalldruck angeht bin ich gespannt wie schnell sich die Technologie weiterentwickelt. Außerdem wäre es Spannend zu wissen, ob der 3D-Metall druck in Zukunft öfter bei solchen Großen Konstrukten eine Rolle spielen wird. Die Technologie öffnet auf jeden Fall viele Möglichkeiten für die Zukunft, sowohl in komplexen Geometrischen Formen als auch in Reduktion von Einzelteilen.
Quellen:
https://3faktur.com/metall-3d-druck-verfahren-anwendungen/
https://www.technikneuheiten.com/weltweit-erste-stahlbruecke-aus-dem-3d-drucker-in-amsterdam/
https://www.imperial.ac.uk/news/226533/worlds-first-3dprinted-steel-footbridge-unveiled/
