Additive Fertigung Additiv gefertigte Sandkerne gehen in Großserie

Für das BMW Group Werk Landshut haben Loramendi und Voxeljet mit dem Industrialization of Core Printing ein Verfahren und eine Anlage entwickelt, mit der die anorganischen Sandkerne für das Gießen von Zylinderköpfen automatisiert, additiv gefertigt werden.

Für den klassischen Kernfertigungsprozess für das Gießen von Zylinderköpfen benötigte BMW bisher immer Werkzeuge. Der große Nachteil: hoher Invest, Unflexibilität und die Werkzeuge sind geometriegebunden. Durch die Nutzung von Werkzeugen sind die Möglichkeiten im Design limitiert, was BMW insbesondere für die Gestaltung von Kühlkanälen im Zylinderkopf ändern wollte. Deshalb begab sich BMW intensiv auf die Suche nach einem Konzept zur Automatisierung und Industrialisierung des additiven Fertigungsprozesses für Sandkerne. Bislang waren die Arbeitsschritte vor dem Druck: Aufbereitung und Wiederverwendung des Formstoffes; und nach dem Druck: Trocknen, Entpacken und Reinigen der gedruckten Teile manuell und mühsam. Es war also notwendig, die bestehenden Lösungen zu überdenken und eine vollautomatische, integrierte Linie zu schaffen. „BMW hat damals festgestellt, dass es bisher keine kommerzielle Lösung für die additive Massenfertigung von Kernen gab“, erinnert sich Dr. Ingo Ederer, Voxeljet-Gründer und CEO. Der Automobilhersteller entschloss sich somit in einer Art Wettbewerb mit verschiedenen Anbietern neue Möglichkeiten zu finden. „Und dabei war Loramendi als ein wichtiger Lieferant der Gießereistrecke bei BMW ein gesetzter Partner“, verrät Dr. Ederer. Die Tätigkeit des spanischen Unternehmens konzentriert sich auf die Entwicklung und Lieferung von globalen Gießereilösungen: Kernherstellungsanlagen, vertikale Formmaschinen sowie Ersatzteil- und Nachrüstungsservice. Für die Kompetenz im 3D-Druck hat sich Loramendi schließlich an Voxeljet gewandt. Als Ausgründung aus der TU München steht Voxeljet seinen Kunden seit knapp 25 Jahren mit 3D-Drucklösungen zur Seite. Damit war das Kooperationsprojekt Industrialization of Core Printing (ICP) geboren.

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Quarzsand für den 3D-Druck kommt zum Einsatz

Mit dem ICP haben die Partner ein Verfahren samt Anlage zur automatischen anorganischen Großproduktion von Sandkernen mittels additiver Fertigung für den Leichtmetallguss entwickelt und implementiert. Dabei läuft der Prozess wie folgt ab: „Alles beginnt mit der Materialaufbereitung. Hierbei kommt ein spezieller Sand zum Einsatz, in diesem Fall ein Quarzsand mit ausgewählter Sieblinie für den 3D-Druck“, erklärt Francesc Roure Pastor Teamleiter 3D-Druck Loramendi. Dieser wird mit einem pulverförmigen und flüssigen Additiv gemischt. Ein Rohrkettenförderer transportiert dieses Materialgemisch zu den einzelnen Druckern.