Die Draht-Lichtbogen-Additive Fertigung (WAAM) hat sich von einer Phase der technischen Machbarkeit zu einer äußerst wettbewerbsfähigen, skalierbaren Produktionslösung für hochbelastbare Metallkomponenten in den Bereichen Kernenergie, Schifffahrt, Öl und Gas sowie Verteidigung entwickelt. Dieses Whitepaper geht über abstrakte Kostenmodelle hinaus und bietet einen geschäftsorientierten Rahmen zur Berechnung der tatsächlichen Kapitalrendite (ROI) von WAAM im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsalternativen. Anhand einer Analyse der effektiven Abscheidungsraten, der Prozessautomatisierung und der Lokalisierung der Lieferkette zeigt das Whitepaper genau auf, wie Hersteller digital gesteuerte WAAM-Arbeitsabläufe nutzen können, um die langen Vorlaufzeiten und starren Einschränkungen des traditionellen Gieß- und Schmiedeverfahrens zu umgehen.
Wichtigste Ergebnisse:
- Effektive Abscheidungsraten: Der wichtigste Faktor für die Kapitalrendite (ROI) ist die effektive Abscheidungsrate, die Schichtübergänge, Abkühlzeiten und die Neupositionierung des Brenners berücksichtigt, und nicht die theoretischen Bruttoabscheidungsraten. WAAM arbeitet bei Stählen mit einer Leistung von 2 bis 8 kg/Stunde und liefert damit den 5- bis 10-fachen Materialdurchsatz der pulverbasierten additiven Fertigung bei deutlich geringeren Rohstoffkosten.
- Lieferkette und Lieferzeiten: WAAM beschleunigt die Produktion, da keine speziellen Formen, Werkzeuge und aufeinanderfolgenden Verarbeitungsschritte mehr erforderlich sind. Dies ermöglicht eine dezentrale, bedarfsgerechte lokale Fertigung über digitale Lagerbestände, wodurch Ausfallzeiten der Anlagen und Kosten für Notfalllogistik drastisch reduziert werden.
- Prozessautomatisierung: Durch fortschrittliche Prozessautomatisierung verlagert sich die Rolle des Bedieners hin zu einer hocheffizienten digitalen Überwachung. Funktionen wie der unterbrechungsfreie Druckbetrieb rund um die Uhr und die automatische digitale Fehlererkennung minimieren manuelle Eingriffe und senken den Personalaufwand pro Teil.
- Gestaltungsfreiheit: Ingenieure können mithilfe der Topologieoptimierung Material genau dort platzieren, wo es aus statischer Sicht erforderlich ist, was zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung und einem verbesserten Leistungs-Gewichts-Verhältnis führt. Darüber hinaus lassen sich mehrere geschweißte oder verschraubte Unterkomponenten zu einem einzigen gedruckten Bauteil zusammenfassen, um die Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen.
- Schnellere Zertifizierung: Da WAAM ein auf dem Lichtbogenschweißen basierendes Verfahren nutzt, stützt es sich auf etablierte Schweißnormen der Branche wie ASME Section IX und ISO 15614. In Verbindung mit der vollständigen digitalen Rückverfolgbarkeit des Prozesses, die durch automatisierte Systeme gewährleistet wird, werden dadurch regulatorische Risiken drastisch reduziert und der Weg zur zertifizierten Produktion beschleunigt.
