Ad hoc additiv

GE Additive – GE hat sich mit seinem eigenen Zweig für den 3D-Druck in der Branche fest etabliert. Die neue Gesellschaft GE Additive hat aus eigener Kraft und dank mehrerer Akquisitionen sehr schnell ein respektables Produktportfolio mit eigenem Maschinenpark aufgebaut.

19. März 2019
Ad hoc additiv
Diese Bauplatte mit Kardanwellen ist in einem einzigen Prozess entstanden. Man sieht an den Seiten gut die Stützstrukturen, die nach der Produktion leicht zu entfernen sind. (© GE Additive)

Die additive Fertigung ist in Windeseile in den industriellen Alltag »eingefallen« und genauso schnell sind zahlreiche Unternehmen entstanden, die Produkte und Lösungen dafür anbieten. Mit der Macht eines großen Konzerns im Rücken geht das sogar besonders schnell, wie das Beispiel von GE Additive zeigt. »Die Geschäftseinheit von General Electric wurde erst 2016 offiziell gegründet«, erzählt Dr. Matthew Beaumont, Leiter des Customer Experience Centers in Garching bei München, wo sich auch der Hauptsitz des CEO von GE Additive befindet.

Als Geburtsstunde gilt aber die additive Entwicklung einer Einspritzdüse für Triebwerke im Jahr 2012. Metallischer 3D-Druck erwies dabei als die beste Lösung. »Nach einer kurzen, aber sehr intensiven Reise durch die Welt des 3D-Drucks sind wir schon jetzt einer der größten Anbieter für Additive Manufacturing«, freut sich Beaumont.

Das belegen die Zahlen: GE Additive beschäftigt an neun Standorten derzeit 2.000 Mitarbeiter, hat 1.300 Maschinen im Einsatz und 1.000 Projekte am Laufen. Der Marktumfang wird bis 2026 auf 76 Milliarden Euro beziffert. »Wir sind frisch und leistungsstark, haben uns schnell weiterentwickelt, viel investiert und Teams, Maschinenpark sowie Know-how gleichermaßen aufgebaut.« Um mehr Einfluss auf die Maschinen selbst zu gewinnen, wurden Anbieter wie Concept Laser und Arcam gezielt akquiriert.

Die additive Fertigung ist eine Säule im gesamten GE-System, entstanden ist ein komplettes »Ecosystem« mit Maschinen, Software, Materialien, Customer Experience und einem großen Partnernetzwerk. Alle Tests befinden sich im eigenen Haus, alle Normen werden erfüllt, das Unternehmen will aktiv an dringend notwendigen Standards mitarbeiten, eine Datenbank ist dazu in Arbeit. »Wir wollen eine lösungsorientierte Bewertung und die Industrialisierung der additiven Fertigung«, sagt Matthew Beaumont.

Viele Kunden waren am Anfang noch skeptisch, aber diese Haltung ist für Beaumont nicht notwendig, denn GE Additive könne additiv schneller entwickeln und aus 20 Teilen eines machen. »Das reduziert die Komplexität von Anlagen und Bauteilen, bietet bessere Qualität und höhere Effizienz und vereinfacht die Herstellung. Wir wollen unsere Kunden unterstützen und Bedenken ausräumen.« Ein konkretes Beispiel ist ein Triebwerk, das jetzt aus zwölf statt 855 Bauteilen besteht. Der Energieverbrauch, des sich in der Testphase befindenden Produkts, sank nicht zuletzt dadurch um 20 Prozent.

Beratung inklusive

Es treten aber einige Fragen auf: Wo soll man anfangen, wie Bestehendes ersetzen, wie den Umstieg reibungslos hinbekommen? Rechnet sich das Vorhaben, und wie läuft es mit der dringend benötigten Zertifizierung? Dazu hat GE Additive die Abteilung AddWorks geschaffen, die sich der Beratung und Betreuung der Kunden widmet und deren Prozesse vorantreibt. Schlagworte hierbei sind Definition, Design, Herstellung, Enabling oder Qualifizieren. AddWorks übernimmt dabei auch die Kommunikation mit Behörden oder Instituten und fungiert sogar als Vertriebsinstrument.

Der 3D-Druck beginnt aber bei den Werkstoffen. Beaumont: »Wir können die Materialeigenschaften unserer additiv gefertigten Bauteile gewährleisten und haben genug Erfahrung gesammelt, um fundiert und belastbar die Qualität zu halten.« Für hoch belastete Bauteile wie in Luft- und Raumfahrt oder Medizintechnik setzt GE Additive dabei auch Superlegierungen wie TitaniumAluminit ein. »So bekommen wir das Beste aus zwei Welten, die Bauteile sind sehr hart, aber gleichzeitig gut formbar.« Kunststoff als Material ist bisher kein Thema für GE Additive. »Der Markt ist hart umkämpft, die Einstiegsschwelle niedrig. Darum wollen wir lieber unsere Kompetenz im Metalldruck ausbauen.« Mittlerweile gehören sogar Betriebsmittel wie Pulver zum Portfolio.

»Wir sind frisch, leistungsstark und haben viel investiert.«

— Dr. Matthew Beaumont, GE Additive

Was sich wie eine Erfolgsstory anhört, findet Bestätigung im Customer Experience Center (CEC). Hier steht eine Reihe von Maschinen zum Anfassen, hier lassen sich die Druckprozesse plastisch begreifen. »Wir wollen unsere Maschinen real in Arbeit zeigen, auch in Workshops und Schulungen. Dazu haben wir die Additive Academy gegründet. Mit vordefinierten Bausteinen führen wir Mitarbeiter von Kunden aktiv an das Thema heran.« GE Additive betreibt derzeit zwei CEC in München und Pittsburgh.

Teile aus dem Pulverbad entstehen entweder mit dem Laser oder im Elektronenstrahlverfahren. Beim Laserverfahren sind teils komplexe Stützstrukturen erforderlich, das bedeutet mehr Aufwand. Beim Elektronenstrahlverfahren verfährt der Strahl mit 8.000 Metern pro Sekunde. Die Programmierung einer mittelkomplexen Struktur dauert dabei ungefähr eine Stunde. »Dabei können die entstehenden Bauteile hart oder porös sein. Wir haben beide Verfahren im Angebot, die wir fair gegenüberstellen. Wichtig ist, dass der Kunde Erfolg hat«, sagt Customer Relationship Manager Dr. Christian Rensch. Ausdruck findet das in vielen Produkten. In der Medizintechnik sind das etwa künstliche Oberschenkel- oder Beckenknochen, meist im Wabendruck, um die Integration mit dem menschlichen Gewebe zu verbessern und die Stabilität zu erhöhen. Ein Prestigeobjekt aus der Luft- und Raumfahrt ist die Brennkammer CT7 Midframe für einen Helikopter im zivilen Einsatz. Aus 300 Teilen hat GE Additive hier eines gemacht, statt 50 Lieferanten hat der Hersteller jetzt nur noch einen. In der größten Maschine von Laser Concept können zwei Exemplare gleichzeitig gefertigt werden. »Zulassung und Anpassung sind einfacher, wir beschäftigen dafür statt 60 Ingenieuren nur noch sechs«, benennt Rensch einige der Vorteile. Eine große Brennkammerhälfte mit Lochmuster wurde in einem Stück in einer Woche aufgebaut. »Wir können auch verschiedene Arten von Material in einem Vorgang produzieren.«

Als Dienstleistung bietet GE Additive die Fertigung von Teilen auf dem Projekt »Atlas« an, mit einem Fertigungsraum von 1,3 x 1,3 x 1,3 Metern. Zum Oktoberfest wurde ein Bierkrug aus Edelstahl in additiver Fertigung hergestellt. Er besteht aus 8.300 Schichten und würde um die 2.000 Euro kosten. Das angewendete Schmelzverfahren ist im Laufe der Zeit je nach Material acht- bis 20-mal schneller geworden.

Und in Zukunft sind in allen Bereichen ganz sicher weitere Fortschritte zu erwarten, die additive Fertigung ist auch bei GE Additive erst am Anfang ihrer Entwicklung.

von Michael Kleine

Erschienen in Ausgabe: 02/2019