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Herkömmliche Lieferketten in der Fertigung geraten zunehmend unter Druck durch lange Vorlaufzeiten, anfällige globale Abhängigkeiten und hohen Materialabfall. Für Branchen, die auf große Metallteile mittlerer Komplexität angewiesen sind, bietet die Draht-Lichtbogen-Additive Fertigung (WAAM) eine pragmatische und äußerst strategische Lösung. Durch das schichtweise Auftragen von Standard-Schweißdraht schließt mit WAAM die Lücke zwischen konventionellem Guss oder Schmieden und dem 3D-Druck im kleinen Maßstab. Als Branchenexperten und Pioniere mit mehr als 10 Jahren Erfahrung liefern liefern großformatige Metall-AM-Teile für Energie , Schifffahrt , Verteidigung , Architektur , und vielen weiteren Branchen und zeigen mit unseren Produkten und Dienstleistungen die konkreten Vorteile von WAAM auf und zeigen, warum es ein unverzichtbares Werkzeug für die moderne industrielle Produktion ist.
Die globale Branche der additiven Fertigung (AM) erlebt derzeit einen massiven Aufschwung. Allein der Markt für 3D-Druckmaterialien soll von 3,88 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 auf 17,69 Milliarden US-Dollar im Jahr 2033 wachsen und dabei eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 20,90 % verzeichnen. Gleichzeitig finden massive politische Veränderungen statt. Der Europäische Verband der Fertigungstechnologien (CECIMO) hat kürzlich ein gemeinsames Manifest veröffentlicht, das von zehn nationalen Verbänden unterstützt wird und darauf abzielt, Europa an die absolute Spitze der AM-Innovation zu bringen. Durch das schichtweise Auftragen von Standard-Schweißdraht schließt WAAM die Lücke zwischen konventionellem Schmieden und kleinmaßstäblichem 3D-Druck und unterstützt damit direkt diese Vision einer fortschrittlichen, lokalisierten und widerstandsfähigen Fertigung.
Der Größenvorteil: Größer denken
Bei der Bewertung der additiven Fertigung mit Metallen ist die Größe oft der erste einschränkende Faktor. Die meisten industriellen 3D-Druckverfahren für Metalle, wie beispielsweise die Pulverbettfusion (PBF), sind durch die physikalischen Abmessungen der Baukammer begrenzt. WAAM überwindet diese Größenbeschränkungen durch den Einsatz von Roboterarmen in einer offenen Umgebung. Dies ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit einer Größe von 100 mm bis über 6 m. Ob beim Druck eines massiven Schiffsschraubenpropellers oder eines hochbelastbaren Strukturknotens für den Bau – WAAM arbeitet in einem Maßstab, der die großformatige Metall-AM für die Schwerindustrie rentabel macht.
Unübertroffene Geschwindigkeit und Abscheidungsraten
Die Geschwindigkeit ist ein entscheidender Faktor für den industriellen Einsatz. Verfahren wie PBF bieten zwar eine hervorragende Auflösung, sind jedoch von Natur aus langsam und erreichen in der Regel Auftragsraten von nur 0,1 bis 0,5 kg/h. Im Gegensatz dazu bietet WAAM einen enormen Geschwindigkeitsvorteil. Je nach Material und spezifischen Prozessparametern, die oft durch spezielle Software wie MetalXL gesteuert werden, erreicht WAAM Abscheidungsraten von 2 bis 15 kg/h. Diese beschleunigte Abscheidung bedeutet, dass massive Teile innerhalb von Tagen statt Wochen gedruckt werden können, wodurch Hersteller dynamisch auf Marktveränderungen und Notfälle reagieren können.
Kosteneffizienz: Absicherung gegen Schwankungen auf den Rohstoffmärkten
Da die Nachfrage nach komplexen, leichten Bauteilen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Energie stark zunimmt, werden auf dem breiteren Markt für 3D-Druckmaterialien derzeit in großem Umfang Investitionen in hochreine Pulver und Polymere getätigt. Die Wirtschaftlichkeit der Ausgangsmaterialien entscheidet jedoch oft darüber, ob ein additives Fertigungsverfahren für wirklich große Bauteile rentabel ist.
WAAM, eine Unterkategorie der gerichteten Energieabgabe, verwendet herkömmlichen Schweißdraht. Herkömmlicher Schweißdraht kostet in der Regel zwischen 5 und 15 Euro pro Kilogramm, während das für PBF-Systeme erforderliche Spezialpulver typischerweise zwischen 50 und 200 Euro pro Kilogramm kostet. Beim Drucken eines Bauteils mit einem Gewicht von mehreren hundert Kilogramm schützt die Verwendung von weit verbreiteten Schweißdrähten die Produktion vor den hohen Kosten, die mit Nischen-AM-Pulvern verbunden sind.
Materialverschwendung drastisch reduzieren und den ökologischen Wandel vorantreiben
Die additive Fertigung gilt als eine wichtige Säule der ökologischen Wende. Durch den schichtweisen Aufbau von Bauteilen lässt sich der Materialabfall im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren generell um bis zu 50 % reduzieren. Die WAAM-Technologie steigert diese Effizienz jedoch noch weiter, wenn sie an die Stelle der traditionellen subtraktiven Fertigung (wie beispielsweise der CNC-Bearbeitung eines massiven Rohteils) tritt.
Subtraktive Verfahren verursachen in der Regel 70 % bis 90 % Materialabfall. Da beim WAAM-Verfahren Material nur dort aufgebracht wird, wo es für die Herstellung der fast endkonturigen Form benötigt wird, wird dieser Materialabfall drastisch reduziert, sodass in der Regel nur 5 % bis 10 % Material übrig bleiben, das in der abschließenden CNC-Endbearbeitung entfernt werden muss. Diese Effizienz steht in direktem Einklang mit den kontinentalen Zielen, die CO₂-Emissionen zu senken und den Rohstoffverbrauch zu reduzieren.
Vergleich: WAAM vs. PBF vs. subtraktive Fertigung
Um die industriellen Vorteile zusammenzufassen, folgt hier ein Vergleich von WAAM sowohl mit kleineren additiven Verfahren als auch mit der herkömmlichen subtraktiven Bearbeitung:
| Prozesskennzahl | WAAM (Draht-DED) | Pulverbettfusion (PBF) | Subtraktiv (CNC) |
| Abscheidungs-/Aufbaugeschwindigkeit | 2–15 kg/h | 0,1–0,5 kg/h | k. A. (Materialabtrag) |
| Materialkosten | 5–15 €/kg (Schweißdraht) | 50–200 €/kg (Sprühpulver) | Variabel (massiver Rohling/Block) |
| Materialabfall | ~5–10 % | Gering (Pulver wird oft wiederverwertet) | 70–90 % |
| Grenzwerte für die Teilegröße | 100 mm bis 5 x 5 x 5 m | durch die Baukammer begrenzt | durch den Maschinenbereich begrenzt |
| Erforderliche Werkzeuge | €0 | €0 | Maßgefertigte Vorrichtungen und Werkzeuge |
Erfahren Sie mehr in unserem umfassenden Vergleich von WAAM im Vergleich zu anderen traditionellen Methoden .
Rückverlagerung und industrielle Souveränität
Die Schwerindustrie ist seit jeher auf Guss- und Schmiedeteile angewiesen, deren Herstellung teure Spezialwerkzeuge erfordert und die häufig an Lieferanten im Ausland ausgelagert werden. Die Vorlaufzeiten für neue Werkzeuge können sich über Monate hinziehen, was zu erheblichen Engpässen führt und wichtige Branchen anfällig für globale Störungen macht.
WAAM ermöglicht eine lokalisierte On-Demand-Fertigung, ein Konzept, das häufig als „Reshoring“ bezeichnet wird. Durch die direkte Umwandlung eines digitalen 3D-Modells in ein physisches Bauteil vor Ort werden die Vorlaufzeiten von Monaten auf Tage verkürzt. Diese lokalisierte Fertigungskapazität gewährleistet eine schnelle Produktion kritischer Komponenten, stärkt die industrielle Souveränität erheblich, erhöht die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette und verringert den CO₂-Fußabdruck, der mit Langstreckentransporten verbunden ist.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist WAAM besser als andere 3D-Druckverfahren?
WAAM zeichnet sich bei großen Metallteilen durch seine Skalierbarkeit, Geschwindigkeit und Kosteneffizienz aus. Das Verfahren erreicht Auftragsraten von 2 bis 15 kg/h und verwendet kostengünstigen Schweißdraht (5–15 €/kg), während Verfahren wie die Pulverbettfusion langsamer sind (0,1–0,5 kg/h) und teures Pulver (50–200 €/kg) erfordern.
Wie fördert WAAM die industrielle Nachhaltigkeit?
Die additive Fertigung treibt von Natur aus den ökologischen Wandel voran. Insbesondere WAAM reduziert den Materialabfall auf 5–10 % (im Vergleich zu 70–90 % bei der CNC-Bearbeitung) und ermöglicht eine lokale Produktion, wodurch die mit dem weltweiten Transport verbundenen CO₂-Emissionen gesenkt werden.
Was sind die wichtigsten Vorteile der Draht-Lichtbogen-Additiven Fertigung?
Zu den wichtigsten Vorteilen zählen hohe Abscheidungsraten, die Möglichkeit, massive Bauteile mit einer Länge von über 6 Metern zu drucken, eine lokale Produktion zur Sicherung der Souveränität der Lieferkette sowie eine massive Reduzierung des Materialabfalls.
Ist WAAM kosteneffizient?
Ja, insbesondere bei großen Bauteilen mittlerer Komplexität. Da WAAM anstelle von teuren pulverisierten Materialien Standardschweißdraht verwendet und die mit dem herkömmlichen Gussverfahren verbundenen Werkzeugkosten entfällt, ist dieses Verfahren für schwere Industriekomponenten äußerst wirtschaftlich.
