Anwender und Anbieter? Der 3D-Druck bei Siemens Energy

Die additive Fertigung hilft Unternehmen aus den verschiedensten Branchen dabei, ihre Produktionsprozesse effektiver zu gestalten und Kosten einzusparen. Gleichzeitig wird die Technologie aber auch zur Diversifizierung des eigenen Produkt- oder Serviceangebots eingesetzt. Unternehmen, welche das Zukunftspotenzial des 3D-Drucks erkennen, haben daher die Möglichkeit, neue Geschäftsfelder zu erschließen und sich gemeinsam mit der Technologie weiterzuentwickeln. Als global führender Hersteller von unterschiedlichen Technologielösungen integriert auch Siemens Energy die additive Fertigung in unterschiedliche Bereiche seines Geschäftsmodells. Der deutsche Konzern ist dabei nicht nur selbst Anwender, sondern tritt im Rahmen von Partnerschaften und auch mit einer AM-Fabrik in Großbritannien aktiv als Akteur der additiven Fertigung auf. Letzteres ist ein Vorhaben von Materials Solutions, ein 3D-Druck Dienstleister, welches als Tochterunternehmen seit 2016 zur eigenständigen Siemens Energy AG zählt. Wir haben mit Dr. Markus Seibold, Vice President Additive Manufacturing bei Siemens Energy über die Anwendung sowie über die Chancen und Herausforderungen der additiven Fertigung beim Einsatz von additiven Fertigungsverfahren gesprochen.

3DN: Können Sie sich kurz vorstellen und uns mehr über Ihre Verbindung zum 3D-Druck erzählen? 

Dr. Markus Seibold

Mein Name ist Dr. Markus Seibold und ich bin als Vice President Additive Manufacturing bei Siemens Energy verantwortlich für alle Aktivitäten im Bereich der additiven Fertigung in unserer Division Generation, also dem Unternehmensbereich, der Lösungen, Produkte und Services für die Energieerzeugung anbietet. Gleichzeitig bin ich auch Chairman bei unserem Tochterunternehmen Materials Solutions, einem Service Provider, mit dem wir nicht nur AM-Produkte und -Lösungen für unsere eigenen Geschäftsbereiche umsetzen, sondern auch externe Kunden, insbesondere in der Luft- und Raumfahrtbranche oder in der Automobilindustrie bedienen. Das Unternehmen gehört seit 2016 zu Siemens und ist mittlerweile eine 100-prozentige Tochter von Siemens Energy.

3DN: In welchen Bereichen wird die additive Fertigung bei Siemens Energy eingesetzt? 

Wir setzen additiv gefertigte Komponenten in verschiedensten Anwendungsfeldern ein. Zunächst sind da natürlich Forschung und Entwicklung: Mit AM sind wir in der Lage, Komponenten, etwa für unsere Gasturbinen, nicht nur im eigenen Haus zu entwickeln, sondern auch schnell zu fertigen und Anpassungen, Modifikationen und Weiterentwicklungen einfach und flexibel umzusetzen. Diese Komponenten werden dann in unseren eigenen Testcentern oder bei Pilotprojekten eingesetzt. Neben diesen Prototypen fertigen wir in Zusammenarbeit mit Materials Solutions Turbinenteile additiv in Serie, wie etwa Brennerkomponenten für eine unsere größten Gasturbinen, die SGT-8000H.

Aktuell industrialisieren wir den Druck heißgasführender Turbinenkomponenten, was eines der anspruchsvollsten Anwendungsfelder von AM ist. Ein weiterer Bereich ist die Fertigung von Ersatzteilen – etwa für sehr alte Kraftwerkskomponenten, für die nur noch sehr selten Verschleißteile benötigt werden – oder auch mit Hilfe von Re-Engineering für Maschinen anderer Hersteller. Darüber hinaus nutzen wir die Geschwindigkeitsvorteile von AM in der Wiederbeschaffung von Lagerteilen und können so durch Umstellung von Bauteilen und Lieferketten auf AM unsere Lagerbestände deutlich reduzieren.

Die additive Fertigung ermöglicht die Serienfertigung von Gasturbinenkomponenten. (Bild: Siemens Energy)

3DN: Welche Verfahren werden genutzt? Was sind die Vorteile? 

Wir setzen bei Siemens Energy hauptsächlich auf selektives Laserschmelzen (Laser Powder Bed Fusion, L-PBF). Hier verfügen wir gemeinsam mit unserem Tochterunternehmen Materials Solutions über ein globales Netzwerk mit mehr als 50 installierten Druckern – eines der größten AM-Produktionsnetzwerke weltweit. Mit L-PBF sind wir derzeit in der Lage unterschiedlichste Metalllegierungen zu drucken, wodurch Komponenten für die besonders hohen Anforderungen in der Energieerzeugung oder für verwandte Branchen gefertigt werden können. Neben L-PBF setzen wir innerhalb des Siemens Energy-Netzwerks auch Laserauftragsschweißen als additives Reparaturverfahren, WireArc für die Fertigung großformatiger Teile sowie vereinzelt auch den Kunststoff-3D-Druck ein.

3DN: Mit Materials Solutions ist Siemens nicht nur Nutzer, sondern auch selbst Dienstleister in der additiven Fertigungsindustrie. Können Sie uns mehr zu aktuellen Vorhaben erzählen? 

Wir haben Ende 2018 eine der modernsten AM-Fabriken weltweit in Großbritannien eröffnet, wo wir heute in Serie Bauteile für Siemens Energy und zahlreiche Kunden aus der Luft- und Raumfahrt, Defense und Automotive fertigen. Materials Solutions ist auf Applikationsentwicklung und Serienproduktion ausgerichtet und ist nach AS9100 und Nadcap zertifiziert. Ende 2019 haben wir mit der Eröffnung unserer Niederlassung in Orlando in den USA einen weiteren Schritt gemacht, um Materials Solutions als globalen Dienstleister zu etablieren. Dort sind wir Teil eines einzigartigen Innovationszentrums, in dem wir nicht nur AM-Services, sondern auch weitere vor- und nachgelagerte Services anbieten. Der Ausbau des Standorts in Orlando, wie auch des Hauptsitzes in Worcester, UK, hin zu einem integrierten, digitalisierten und automatisierten Serienproduzenten und Anwendungsentwickler bleibt unser Ziel. 

AM bei Materials Solutions in Worcester, UK (Bild: Material Solutions)

3DN: Welche Chancen und Herausforderungen sehen Sie für den Metall 3D-Druck in den Industriezweigen?

Additive Fertigung wird sich in den verschiedensten Branchen und Anwendungsbereichen immer weiter durchsetzen. Die aktuelle, weltweite Covid19-Krise hat unter anderem gezeigt, wie verletzlich und störanfällig globale Lieferketten sind, hier können dezentralere Produktionseinheiten und „Fertigung on demand“ neue Lösungsansätze bieten. Die additive Fertigung ermöglicht es Innovationszyklen zu beschleunigen und somit heute Produktoptimierungen und -anpassungen in kurzer Zeit vorzunehmen. Ein Beispiel sind unsere Aktivitäten bei der Entwicklung von Gasturbinen, die in der Lage sind, neben den klassischen Energieträgern auch Wasserstoff zu verbrennen. Die dafür im Entwicklungsprozess notwendige schrittweise Adaption der Gasturbinenbrenner realisieren wir heute mit Hilfe von AM und liefern so einen wertvollen Beitrag zur Dekarbonisierung der Energiesysteme.

Entscheidend für den Erfolg von AM ist natürlich, dass die Kosten für die Technologie weiter sinken, sodass additiv gefertigte Produkte auch finanziell wettbewerbsfähig gegenüber konventionell gefertigten sind. Darüber hinaus sehe ich aber auch die Herausforderung, dass noch nicht in allen Branchen und Unternehmen das richtige Mindset vorhanden ist, um additive Methoden auszuprobieren und dauerhaft als Alternative einzusetzen. Hier gilt es oft noch Überzeugungsarbeit zu leisten. 

(Bild: Siemens Energy)

3DN: Welche Vision haben Sie für die Zukunft der additiven Fertigung? Gibt es Pläne zur Ausweitung der Nutzung bei Siemens Energy? 

Wir bauen unser AM-Netzwerk kontinuierlich weiter aus und erweitern sowohl das Spektrum der Komponenten, die wir für unsere eigenen Anwendungen drucken, als auch unser Lösungsangebot für externe Kunden. Neben dem eigentlichen 3D-Druck gewinnen dabei unsere Engineering-Services immer mehr an Bedeutung, aber auch unser Angebot an Trainings und Schulungen, die wir auf Basis unserer Erfahrungen gemeinsam mit Partnern, wie etwa der ASME (American Society for Mechanical Engineering) anbieten. Ein Projekt, dass wir derzeit bei Siemens Energy mit Hilfe von Additive Manufacturing angehen, ist der systematische Umbau unserer Ersatzteillogistik. AM kann uns hier mittelfristig helfen, große Lagerbestände zu reduzieren und gleichzeitig schnelle Lieferketten für unsere Kunden sicher zu stellen.

3DN: Wollen Sie letzte Worte an unsere Leser richten?

Die letzten Jahre standen bei der Additiven Fertigung in erster Linie im Zeichen der Technologieentwicklung und der Applikationsidentifikation und -entwicklung. Die nächste große Herausforderung ist aus meiner Sicht die Industrialisierung und das Hochfahren einer additiven Serienfertigung. Hierzu müssen wir lernen, wie wir Prozesse stabilisieren und robust machen, wie wir Volumina in einer AM-Lieferkette hochfahren und wie wir die Kosten wettbewerbsfähig bekommen. Neben diesen „Hard Facts“ bin ich persönlich fest davon überzeugt, dass sich Industrie und 3D-Unternehmen ebenso auf „Soft Facts“ fokussieren müssen. Dazu gehören zum einen intelligente und neuartige Kollaborationen und Geschäftsmodelle. Zum anderen ist für mich die firmeninterne Kultur ein absolut erfolgskritischer Faktor, um Additive Manufacturing erfolgreich zu etablieren: Wie entscheiden wir über neue AM-Applikationen? Wie können wir das Executive Management als Sponsoren gewinnen? Und wie können wir unseren AM-Teams ein klares Ziel geben, das in die Gesamtstrategie unserer Unternehmen passt?

Was denken Sie zu den Ambitionen von Siemens Energy? Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da oder teilen Sie uns Ihre Meinung auf Facebook, Twitter, LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.