Motorbetriebenes 3D-Druck-Modell der SGT8000H-Series Gasturbine für Siemens

Kundengeschichte Brian Crotty | 05.10.2016

Es wird immer schwieriger, Kunden auf Messen und mit Präsentationen zu beeindrucken. Die Anzahl der Anbieter steigt, Werbemaßnahmen und Medienrummel werden jedes Jahr ausgefeilter. Auf der Suche nach neuen Möglichkeiten zur Präsentation der SGT8000H-Series  Gasturbine hat Siemens auf seine Partnerschaft mit 3YOURMIND zurückgegriffen. Das Aggregat hat einen TÜV-zertifizierten Wirkungsgrad von 60,75% für den kombinierten Gas- und Dampfturbinenprozess und ist damit eins der effizientesten Gaskraftwerke weltweit. Die Turbine, die bewährte Produktlinien mit innovativer Technologie kombiniert, wurde als detailgetreues 3D-Modell nachgebaut.

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Das Hauptmodell wird von einem Motor angetrieben, daneben wurden zwei normale 3D-Drucke der Turbine hergestellt. Die Materialien sind Aluminid für die Turbine und Polyamid für das Gehäuse, beide wurden im selektiven Lasersinterverfahren (SLS) verarbeitet. Bewegung und Detailtreue des fertigen Modells dienen sowohl als Blickfang als auch zur Demonstration der physikalischen Prozesse in der Turbine.


Langjährige Partnerschaft zwischen Siemens und 3YOURMIND

plugin-image-solidedge.pngSiemens war einer der ersten Nutzer des Kundenservice von 3YOURMIND. Seit 2013 existiert eine Partnerschaft zwischen den Unternehmen. Das Görlitzer Produktionszentrum für Kraftwerks- und Industrieturbinen erkannte zuerst das Potenzial einer Zusammenarbeit. Siemens verstand, dass 3YOURMIND einen einzigartigen Zugang zu modernen additiven Fertigungstechniken bietet. 2014 wurde diese Partnerschaft mit der Integration des SolidEdge-PLM-Systems von Siemens erweitert. Sowohl die Designer von Siemens als auch die Kunden von SolidEdge bekamen einen direkten Zugang zur Optimierung und Bestellung von 3D-Modellen.


Entwicklung des Modells

SGT-8000H_Turbine_Model_Img2c.jpgDie motorisierte SGT8000H-Turbine von Siemens ist das Ergebnis von zweieinhalb Jahren ständig verfeinerter Präsentationskonzepte beider Firmen. Das erste gemeinsame Projekt war ein 3D-Modell für eine technikgeschichtliche Ausstellung von Siemens: ein historischer Motor einfacher Konstruktion, der aus einem einzigen Material gedruckt wurde.

Im Jahr darauf wandten sich 3YOURMIND und Siemens einer modernen Turbine zu. Um Gehäuse, Träger und die Turbine selbst optisch gegeneinander abzusetzen, wurde das Modell aus verschiedenen Materialien gedruckt. Durch die Wahl von Aluminid anstelle der normalen Plastikwerkstoffe konnte die Detailtreue erhöht werden. Dies war für Siemens ein wichtiger Schritt zur Veranschaulichung der neuen Konstruktionselemente, die den Wirkungsgrad des damaligen Modells erhöhten. Seitdem hat 3YOURMIND fünf verschiedene Modelle hergestellt, um die jeweiligen Verbesserungen des Görlitzer Produkts über die letzten Jahre hinweg zu dokumentieren.

Weil die SGT8000H Series Turbine den Wirkungsgrad von Gasturbinen so außerordentlich erhöhte, wollte Siemens eine verbesserte Ausstellungsvariante, die diesen Klassensprung auch widerspiegelt. Der Vorschlag von 3YOURMIND, ein angetriebenes Modell zu bauen, wurde als perfekte Lösung zur Visualisierung der Technologie begrüßt. Die Bewegung des Modells zieht die Aufmerksamkeit des Publikums auf sich und ermöglicht es, die Entwicklungen, die hinter der neuen Technologie stehen, zu erläutern.

Wir setzen auf 3YOURMIND, wenn wir Modelle brauchen, die unsere neuen Turbinen in der Öffentlichkeit repräsentieren. Die Qualität der CAD-Arbeit und die verblüffende Detailtreue der Modelle beeindrucken unsere Mitarbeiter, Verkäufer und Kunden immer wieder.

Bianca Keil, Energy Sector Marktkommunikation, Information, Siemens AG

Ein effizienter Prozess

Die jahrelange Erfahrung in der Zusammenarbeit ermöglichte eine kostengünstige Umsetzung des Projekts unter Termindruck.

3YOURMIND erhielt die Modelldaten nur fünf Wochen vor der ersten geplanten Präsentation der Turbine. Während das Basismodell mit Solid Edge entwickelt und direkt auf die Konstruktionsplattform von 3YOURMIND hochgeladen wurde, ist die Anpassung und Skalierung der Teile für den 3D-Druck oft noch ein manueller Prozess.

Er umfasst:

  • Entfernung kleiner Details (Schrauben), um die „Rauheit“ des Modells zu verringern
  • Zusammenfassung von Einzelteilen zu größeren Einheiten
  • Zerlegung der Außenverkleidung für Demonstrationszwecke
  • Korrekte Skalierung des Modells
  • Anpassung von Wandstärken an den Druckwerkstoff
  • Integration von Antrieb und Lagern
  • Verbergen von Branchengeheimnissen

SGT-8000H_Turbine_Model_Img4c.jpgDieser Prozess ist eine gute gestalterische und funktionelle Übung für die CAD-Abteilung von  3YOURMIND. Die Überarbeitungsphase zu organisieren und zu bestimmen, welche Teile vereinfacht werden können oder als Branchengeheimnisse versteckt werden müssen, erforderte ständigen direkten Kontakt mit dem Projektmanagement von Siemens. Zusätzlich zum statischen und angetriebenen Modell forderte Siemens zwei weitere Modellgrößen für andere Präsentationszwecke an.

Trotz dieser Herausforderungen ermöglichte die in jahrelanger Zusammenarbeit entstandene enge Beziehung zwischen den Unternehmen einen termingerechten Abschluss des Projekts. Das fertige Modell spiegelt die in das neue Turbinenkonzept eingeflossenen Innovationen mit einer Detailtreue und Komplexität wider, für die vor einigen Jahren noch mindestens das Zehnfache der jetzigen Kosten angefallen wäre.


Eine Produktion Landschaft im Wandel

Siemens ist dabei, Fortschritte in der additiven Fertigungstechnologie für einzigartige Präsentationen seiner Neuentwicklungen nutzbar zu machen, ob innerbetrieblich, auf Messen oder für potenzielle Kunden. Wichtiger noch ist, dass das Unternehmen dadurch mit den Arbeitsabläufen und Denkprozessen vertraut wird, die es ihm ermöglichen werden, einen größeren Teil der Produktion auf die neuen Verfahren umzustellen, wenn diese auch für größere und umfangreichere Bauteile kostengünstiger wird.

In dem Maße, wie der 3D-Druck technologische Reife erreicht und sich die Begleitprozesse für eine Wertschöpfung entwickeln, werden solche komplexen und funktionalen 3D-Bauteile zu normalen Bestandteilen der Produktion werden.

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