Wie ecoSUB Robotics den 3D-Druck zum Bau von U-Booten nutzt

Wir haben bereits häufig über den Einsatz der additiven Fertigung im Weltraum berichtet, aber wussten Sie, dass die Technologie auch Anwendungen unter Wasser ermöglicht? ecoSUB Robotics, ein Hersteller von Unterwasserfahrzeugen wie U-Boote, hat sich zur Herstellung von Schlüsselkomponenten für den 3D-Druck entschieden. Das Unternehmen nutzt das pulverbettbasierte 3D-Druckverfahren, insbesondere SLS-Geräte und HP’S Multi-Jet Fusion (MJF) in Zusammenarbeit mit 3DPRINTUK. So können robuste, einzigartige Teile gefertigt werden, die selbst den besonderen Anforderungen in den Tiefen des Ozeans gerecht werden. Das Projekt verdeutlicht, dass die additive Fertigung vor allem in anspruchsvollen Umgebungen viele Vorteile bietet.

ecoSUB Robotics ist ein Spin-Off von Planet Ocean, bekannt als „Spezialisten für hochwertige meereswissenschaftliche Instrumente für Forschung, Vermessung, Marine und operative Unterstützungen“. Planet Ocean ist führend bei ozeanographischen und meteorologischen Geräten, zu denen natürlich auch autonome Unter- und Überwasserfahrzeuge gehören. ecoSUB konzentriert sich ausschließlich auf die Entwicklung von Unterwasserfahrzeugen, die einem U-Boot ähneln. Das Unternehmen war auf der Suche nach einer Möglichkeit, 3D-gedruckte Bauteile herzustellen, die schwierigen Bedingungen standhalten können: nämlich Salzwasser, sehr niedrigen Temperaturen und extremen Druck in 2 500 m Tiefe unter dem Meeresspiegel. Außerdem müssen die Teile natürlich wasserdicht und robust sein, um die wertvolle Elektronik im Fahrzeug zu schützen. Schließlich entschied man sich für den Einsatz des 3D-Drucks für Prototyping- als auch Produktionsanwendungen aus um Kosten zu sparen und von der Designfreiheit zu profitieren.

ecoSUB nutzt die additive Fertigung, um wichtige Teile für seine Unterwasserfahrzeuge herzustellen

Jeremy Sitbon, Chief Robotics Engineer – Marine Robotics Systems bei ecoSUB Robotics, erläuterte die Entscheidung des Unternehmens für die Technologie wie folgt: „Die Teile, die wir in unseren Unterwasserfahrzeugen verwenden, müssen natürlich stark und robust sein und absolut der Designabsicht entsprechen. Wir bevorzugen den 3D-Druck gegenüber dem Spritzguss, da wir die Technologie für vielseitiger halten und die Designfreiheit uns erlaubt, großartige Teile zu entwickeln. Außerdem sind unsere Stückzahlen gering (vielleicht 10 Teile pro Monat), so dass sich das Spritzgießen nicht lohnen würde. Wenn man dann noch bedenkt, dass wir mit dem 3D-Druck individuelle Designs für einzelne Kunden erstellen können, ist die Entscheidung klar.“

Welche 3D-Drucktechnologien kommen zum Einsatz?

Um seine Vision zu verwirklichen, nutzte ecoSUB Robotics zunächst den SLS-3D-Druck. Das Unternehmen entschied sich für die Technologie, da mit dem Verfahren qualitativ hochwertige Teile hergestellt werden können und die fertigen Teile mit ihrer weißen Optik besser geeignet waren als jene, die mit MJF gefertigt wurden. Dies war für das Unternehmen wichtig, da die Außenteile aus Gründen der Sichtbarkeit gelb sein müssen. Das Lackieren auf weißen Teilen macht die Farbe auffälliger. Die MJF-Teile sind ohne Nachbearbeitung zunächst grau. Für interne Teile entschied sich das Unternehmen jedoch aus mehreren Gründen für MJF. Vor allem, weil die Teile preiswerter hergestellt werden können, aber auch, weil festgestellt wurde, dass die Teile genauere Toleranzen aufweisen. Die Ergebnisse sind sogar so vielversprechend, dass ecoSUB erwägt, auch bei externen Teilen auf MJF umzusteigen.

Und dieses Preis-Leistung-Verhältnis spielte eine bedeutende Rolle, nicht zuletzt deshalb, weil nur wenige Teile benötigt wurden. Sitbon wies ferner darauf hin, dass die Kosten von entscheidender Bedeutung sind, da das Unternehmen auch ein weiteres Potenzial für die Unterwasserfahrzeuge sieht: diese könnten zukünftig von Fachleuten im Militär– und Öl- und Gassektor sowie von Klimaforschern eingesetzt werden. Die Erforschung des Ozean ist schwierig, da die Fahrzeuge dem bereits erwähnten Druck und den schwierigen Bedingungen standhalten müssen. Aus diesen Gründen ist es Wissenschaftlern noch nicht einmal gelungen, den gesamten Meeresboden zu kartieren. Wenn der 3D-Druck jedoch für die Herstellung dieser Fahrzeuge genutzt wird, könnte die Technologie bald einer Vielzahl von Menschen in meeresbasierten Industrien die Arbeit erleichtern.

ecoSUB hat festgestellt, dass beide Technologien für seine Bedürfnisse gut geeignet waren. Sitbon erläutert: „Die Bewertung von SLS vs. MJF wird fortgesetzt. Wir freuen uns, vom 3DPRINTUK-Team im Hinblick auf die Frage, welches Verfahren wir für interne und externe Anwendungen verwenden sollen, beraten zu werden. Aufgrund der anspruchsvollen Umgebungen, in denen einige unserer Fahrzeuge eingesetzt werden, ist die Integrität des gewählten Materials von entscheidender Bedeutung, und wir sind von beiden Verfahren überrascht, da beide der starken Kälte, hohem Druck und der korrosiven Wirkung von Salzwasser standhalten und dennoch strenge Wasserdichtigkeitstests bestehen konnten.“ Weitere Informationen über die Projekte von ecoSUB Robotics finden Sie HIER.

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*Titelbildnachweis: ecoSUB