Industrieller 3D-Druck: Warum WAAM für die Serienfertigung konzipiert ist

Wichtige Hinweise:

• Zertifizierte Fertigung: Der industrielle 3D-Druck konzentriert sich auf Hochleistungsanwendungen und zertifizierte Metallurgie für den Einsatz in Offshore-Anlagen, Marineschiffen, Energieanlagen und Verteidigungssystemen.

• Unbegrenzte Skalierbarkeit: Im Gegensatz zu Desktop- oder Prototyping-Lösungen, die auf weniger als 300 mm begrenzt sind, können mit dem M1-System im Wire-Arc-Additive-Manufacturing-Verfahren (WAAM) Teile mit einer Länge von bis zu 6 Metern gedruckt oder mithilfe maßgeschneiderter Konfigurationen unbegrenzt skaliert werden.

• Hoher Durchsatz: Erhält hohe Abscheidungsraten zwischen 2 und 8 kg/h aufrecht und ermöglicht so die kontinuierliche, automatisierte Fertigung von Bauteilen mit einem Gewicht von über 20 Tonnen rund um die Uhr.

• Strenge Qualitätskontrollen: Über die rein visuelle Prüfung hinaus werden strenge zerstörungsfreie Prüfverfahren (NDT) durchgeführt, darunter Ultraschall-, Röntgen- und Eindringprüfungen, um die strengen Vorschriften von DNV, ASME und Lloyd’s Register zu erfüllen.

• Vielfältiges Materialspektrum: Unterstützt ein breites Portfolio an handelsüblichen Schweißdrahtlegierungen, darunter Stahl, Edelstahl, Inconel, Bronze, Kupfer und Aluminium.

Was bedeutet „industrieller 3D-Druck“ eigentlich?

Für die Produktionsplanung in Unternehmen ist es von entscheidender Bedeutung, die genauen betrieblichen Unterschiede zwischen dem Prototyping und dem echten industriellen 3D-Druck zu verstehen.

Prototypenbau vs. industrielle additive Fertigung

Faktor	Desktop / Prototypenbau im 3D-Druck	WAAM für die Industrie (MX3D)
Teilegröße	Unter 300 mm	Bis zu 6 Meter mit dem M1-System. Wird der Druck in mehrere Teile aufgeteilt oder das MX-System verwendet, gibt es keine nennenswerten praktischen Größenbeschränkungen, sodass der Druck je nach Anlagengröße und verfügbarem Aufstellraum vollständig maßgeschneidert werden kann.
Materialien	Kunststoffe, bestimmte Metalle	Stahl, Edelstahl, Inconel, Aluminium und mehr.
Abscheidungsrate	Gemessen in Gramm pro Stunde	2–8 kg/h.
Zertifizierungen	In der Regel keine	DNV, ASME, Lloyd’s Register.
Produktionsmuster	Batch-basiert, ausschließlich tagsüber	Industrielle Produktion rund um die Uhr.
Stückkosten	Geringe Einrichtungskosten, hohe Stückkosten	Hohe Einrichtungskosten, bei großen Stückzahlen deutlich niedrigere Stückkosten.
Qualitätskontrolle	Sichtprüfung	Zerstörungsfreie Prüfung (NDT): UT, RT, PT, MT.
Hauptanwendungsbereiche	Prototypen, Konsumgüter	Schifffahrt, Verteidigung, Energie und Schwerindustrie.

Industrieller 3D-Druck im Vergleich zu industriellem Guss und Schmieden

WAAM ersetzt in mehreren kritischen Szenarien der Lieferkette direkt herkömmliche Guss- und Schmiedeverfahren:

• Fertigung von Großserien, Kleinserien oder hochkomplexen Einzelteilen.

• Herstellung wichtiger Komponenten, für die keine Werkzeuge oder Formen zur Verfügung stehen.

• Ersatz von zeitkritischen Ersatzteilen, bei denen es zu erheblichen Lieferverzögerungen seitens der Gießerei kommt.

• Entwicklung von Hochleistungskomponenten, bei denen maximale Konstruktionsflexibilität erforderlich ist.

Was „Industriequalität“ für WAAM konkret bedeutet

• DNV-Zertifizierung: Entspricht in vollem Umfang den strengen Standards für Offshore- und Schiffsbau.

• ASME-Konformität: Metallurgisch speziell für anspruchsvolle Druckgeräte und Umgebungen mit hoher Beanspruchung entwickelt.

• Zerstörungsfreie Prüfung (NDT): Ultraschallprüfung (UT), Durchstrahlungsprüfung (RT) und Eindringprüfung (PT) werden in jeder Produktionsphase konsequent angewendet.

• Vollständige Rückverfolgbarkeit: Umfassende digitale Protokollierung von Draht-Erwärmungsnummern, Echtzeit-Prozessparametern und Abscheidungsprotokollen.

WAAM: Das industrielle 3D-Druckverfahren für Metall

So funktioniert WAAM

Bei der Draht-Lichtbogen-Additiven Fertigung wird mithilfe eines robusten Schweißroboterarms Metalldraht Schicht für Schicht aufgetragen, wodurch große, nahezu endkonturgenaue Strukturen aufgebaut werden. Der gesamte Arbeitsablauf wird von einer speziell entwickelten Software (MetalXL) gesteuert, die die Auftragsparameter in Echtzeit überwacht, um absolute strukturelle Integrität und Maßgenauigkeit zu gewährleisten.

Die WAAM-Systeme M1 und MX Industrial von MX3D

Um Unternehmen eigenständige, interne Produktionskapazitäten zu ermöglichen, liefert MX3D schlüsselfertige M1- und MX-Roboter-Metall-AM-Systeme.

Hardware-Systemspezifikationen

Funktion	M1-Systemspezifikation	MX-Systemspezifikation
Anwendungstyp	Komplexe mittelgroße bis große Teile	Hochbelastbare Großteile
Volumen	Für seine Klasse groß (2200 x 1400 x 1700 mm)	Vollständig anpassbar (>2000 mm)
Gewicht	Bis zu 750 kg (1.600 lbs)	von 1.000 bis 20.000 kg (2.220 bis 44.000 lbs)
Produktionsmaßstab	Mittel bis groß flexibel	Großflächige 24/7-Industrie
Robotik	Hochproduktiver Roboterarm	Erweiterte Robotik mit hoher Traglast
Stromquelle	Hochentwickelte integrierte Stromversorgung	Hochleistungs-Industriestromversorgung
Workflow-Integration	Vollständig in den firmeneigenen MetalXL -Workflow integriert	Vollständig in den firmeneigenen MetalXL-Workflow integriert
Printsteuerung	Fortschrittliche, lückenlos nachvollziehbare Überwachung	Industrielle, lückenlos rückverfolgbare Steuerung
Konfiguration	Die beste Komplettlösung	Vollständig individuell angepasste Konfiguration
Verfügbare Add-ons	3D-Scanner, Wärmebildkamera und aktive Kühlung	Auf Anfrage erhältlich
Material Bereich	Alle schweißbaren Legierungen und Mehrdraht-Konfigurationen	Alle schweißbaren Legierungen und Mehrdraht-Konfigurationen
Fußabdruck	2600 × 3000 × 3300 mm	Groß (>3000 mm in allen Abmessungen)

Produktionsstätte in Amsterdam

• Beherbergt mehr als 15 WAAM-Roboter, die rund um die Uhr im Dauerbetrieb arbeiten.

• Unterhält eine vollständig DNV-zertifizierte industrielle Produktionsumgebung.

• Bietet umfassende Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Prüfung (ZfP), darunter Ultraschallprüfung (UT), Durchstrahlungsprüfung (RT) und Eindringprüfung (PT), die entweder intern oder durch zertifizierte Prüfpartner durchgeführt werden.

Zugang zu Industrial WAAM

Option 1: Bestellen Sie zertifizierte Teile direkt als Auftragsfertigung bei MX3D in Amsterdam.

Option 2: Erwerben Sie ein M1- oder MX-System, um den gesamten automatisierten WAAM-Produktionsprozess ins eigene Haus zu verlagern.

Industrielle WAAM-3D-Druckanwendungen

Energie sowie Öl und Gas

WAAM wird zur Herstellung von Hochdruckbehältern, Ventilkörpern, großen Flanschen und Unterwasser-Verteilerblöcken eingesetzt. Durch die Verwendung von hochleistungsfähigen Duplex- und Super-Duplex-Drahtsorten sind diese Bauteile vollständig nach DNV und ASME für extreme, hochbelastete Umgebungen zertifiziert.

Schifffahrt & Schiffbau

Schiffbauer nutzen WAAM für massive Strukturbauteile, maßgeschneiderte Antriebskomponenten und bedarfsgerechte Ersatzteile, um die Ausfallzeiten von Schiffen drastisch zu reduzieren. Die Bauteile werden in der Regel aus dem für den Schiffsbau geeigneten Edelstahl SS316L und aus Duplex-Edelstahlsorten gedruckt.

Verteidigung

Der industrielle 3D-Druck bietet absolute Unabhängigkeit von der Lieferkette bei kritischen Verteidigungskomponenten. Er ermöglicht die schnelle, bedarfsgerechte Fertigung von Ersatzteilen und großen Strukturbauteilen unter Verwendung fortschrittlicher Legierungen und hochfester Stähle.

Automobilindustrie

Beschleunigt die Entwicklung von Hochleistungstechnik durch die Herstellung maßgeschneiderter Montagevorrichtungen, umfangreicher Prototyp-Fahrzeugchassis-Konfigurationen und robuster Strukturkomponenten für Schwerlastfahrzeuge.

Architektur und Bauwesen

Mit WAAM können Bauingenieure maßgeschneiderte Stahlknotenpunkte, komplexe Freiformgeometrien und einzigartige architektonische Elemente direkt aus digitalen Koordinaten fertigen. Der optimierte Fachwerkträger und die Veranda-Terrasse sind herausragende Beispiele dafür, was mit WAAM im Bauingenieurwesen erreicht werden kann.

Fertigung & Werkzeugbau

Diese Technologie eignet sich hervorragend für die Herstellung maßgeschneiderter schwerer Vorrichtungen, industrieller Halterungen, Fertigungswerkzeuge, Spezialformen und komplexer Prototypen-Werkzeugeinsätze aus Kohlenstoffstahl und hochwertigen Werkzeugstählen.

Kunst & Design

Ermöglicht die Herstellung komplexer, maßgeschneiderter Metallskulpturen in jeder Größenordnung mit grenzenlosen Gestaltungsmöglichkeiten. Die Cucuyo-Bar, der 6 Meter hohe „Tresse Tower“ und die Veranda sind perfekte Beispiele für die Kombination aus geometrischer Freiheit und struktureller Integrität.

Für die industrielle WAAM verfügbare Werkstoffe

Großtechnische WAAM-Anlagen verwenden handelsübliche Schweißdrähte und erweitern damit die Palette an zugelassenen Legierungen für Ingenieurteams.

Material	Wichtigste industrielle Anwendung	Notenbeispiele (aktualisiert aus MX3D)
Edelstahl & Duplex	Schifffahrt, Energie, Verarbeitung chemischer Flüssigkeiten.	308LSi, 316LSi, Duplex 2209, Duplex 2205, Superduplex 2594, martensitischer 410NiMo und ausscheidungsgehärteter 17-4PH.
Aluminium	Schiffsüberbauten, Luft- und Raumfahrt, individuelle Architektur.	2319, 5356, 5183, 4018, 4046 und 6063.
Inconel / Nickellegierungen	Umgebungen mit hohen Temperaturen, spezielle Energiesektoren.	Inconel 625 und Inconel 718.
Baustahl und Kohlenstoffstahl	Schwerer Stahlbau, Industriebau, Sonderwerkzeuge.	Weichstahl: ER70S-6, ER80S-D2, ER80S-Ni1, ER80S-Ni2.   Hochfest: NiMo, NiCrMo, ER100S-G, ER110S-G, ER120S-G.   Sonstiges: Maraging-Stähle, Werkzeugstähle Fe3 und Fe8.
Bronze und Kupfer	Anwendungen im Schiffsbau, Wärmetauscher, industrielle Buchsen, Schiffslager und dekorative Oberflächenveredelungen in der Architektur.	CuSn₆, CuSi₃, CuAl₈, CuAl₈Ni₆ und CuNi 70/30.

Industriezertifizierungen für WAAM

MX3D arbeitet nach strengen internationalen Qualitätsstandards, um die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften für kritische Anwendungen in der Schwerindustrie sicherzustellen:

• DNV-Zertifizierung: Umfassende Material- und Prozessqualifizierung für anspruchsvolle Offshore- und maritime Einsätze.

• ASME: Vollständige Konformität für Hochdruckanlagen und industrielle Anwendungen mit hoher Beanspruchung.

• Lloyd’s Register: Es gelten strenge Zertifizierungsprotokolle für Komponenten in Marinequalität und für die Verlängerung der Lebensdauer von Anlagen.

• PED (Druckgeräterichtlinie): Strikte Einhaltung der EU-Vorschriften für sicherheitskritische Druckkomponenten.

• ISO 9001: Garantierte Qualitätsmanagementsysteme für alle betrieblichen, Software- und Hardware-Prozesse.

Häufig gestellte Fragen

Was ist industrieller 3D-Druck?

Der industrielle 3D-Druck ist die automatisierte Fertigung hochbelastbarer, serienreifer Bauteile unter Verwendung zertifizierter Materialien. Im Gegensatz zum Desktop-Prototyping werden dabei Endprodukte für kritische Branchen wie Offshore, Schifffahrt und Verteidigung hergestellt, wobei mehrachsige Robotersysteme zum Einsatz kommen, um hochdichte Bauteile mit einem Gewicht von mehreren Tausend Kilogramm zu fertigen.

Was ist der größte industrielle 3D-Drucker für Metalle?

Die größten Anlagen nutzen die robotergestützte Draht-Lichtbogen-Additive-Fertigungstechnologie (WAAM). MX3D setzt in seinem Werk in Amsterdam mehr als 15 Industrieroboterarme ein, die auf linearen Schienennetzen montiert sind. Dies ermöglicht die kontinuierliche Fertigung monolithischer Metallstrukturen mit einer Spannweite von mehreren Metern, ohne dass physische Grenzen der Baukammer bestehen.

Wie schneidet der industrielle 3D-Metalldruck im Vergleich zur CNC-Bearbeitung ab?

Während die CNC-Bearbeitung ein subtraktives Verfahren ist, bei dem erhebliche Materialabfälle anfallen, handelt es sich bei WAAM um ein additives, nahezu endkonturgenaues Verfahren. Es senkt die Beschaffungskosten für Rohmaterialien drastisch, macht den Aufwand für Sonderwerkzeuge überflüssig und bietet eine Freiheit bei komplexen Geometrien, mit der die subtraktive Bearbeitung insbesondere bei massiven Bauteilen wirtschaftlich nicht mithalten kann.

Welche Materialien können im industriellen 3D-Druck verwendet werden?

In industriellen WAAM-Systemen kommen handelsübliche Schweißdrähte zum Einsatz. Dazu gehören hochfeste Kohlenstoffstähle, bauliche Edelstähle (wie 316L), korrosionsbeständige Duplex- und Super-Duplex-Stähle, Leichtbau-Aluminium sowie Nickel-Superlegierungen wie Inconel 625 und 718.

Welche Zertifizierungen sind für industriell 3D-gedruckte Metallteile erforderlich?

Kritische Komponenten erfordern eine strenge Validierung durch unabhängige Dritte. Je nach Branche müssen die Teile den DNV-Normen für den maritimen/Offshore-Bereich, den ASME- und PED-Vorschriften für Druckgeräte sowie den Vorgaben des Lloyd’s Register für den Schiffbau entsprechen und die Anforderungen des übergeordneten Qualitätsmanagementsystems nach ISO 9001 erfüllen.

Ist der industrielle 3D-Druck mit Metall kosteneffizient?

Ja, insbesondere bei großformatigen, in geringen Stückzahlen gefertigten oder hochkomplexen Geometrien. Durch den Verzicht auf teure Sonderformen, die Reduzierung von Rohstoffabfällen und die Verkürzung der Logistikzyklen von Monaten auf Wochen senkt der industrielle 3D-Druck die Investitionskosten erheblich und begrenzt teure Ausfallzeiten von Anlagen in der Schwerindustrie.

Sind Sie bereit, Ihre Produktion zu industrialisieren?

Die Umstellung Ihrer Projekte im Bereich der Schwerindustrie auf den großformatigen 3D-Metalldruck erfordert einen erfahrenen Partner mit nachweisbaren Erfolgen in diesem Bereich. Ganz gleich, ob Sie robuste Industriekomponenten direkt bestellen oder eine automatisierte Roboterzelle in Ihrem eigenen Werk einsetzen möchten – MX3D bietet Ihnen die Technologie und zertifiziertes Fachwissen.

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