Welche Vorteile bietet WAAM gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren?

WAAM vs. Herkömmliche Fertigungsverfahren

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) bietet entscheidende Vorteile gegenüber konventionellen Methoden wie Schmieden, Gießen oder spanender Bearbeitung. WAAM ermöglicht die Herstellung von nahezu endkonturnahen Bauteilen mit deutlich geringerem Materialverschleiß, insbesondere bei der Produktion großer oder komplexer Superlegierungs- und Titanbauteile. Beispielsweise führt die herkömmliche Bearbeitung von Ti-6Al-4V oft zu hohen Ausschussraten, während WAAM die erforderliche Geometrie schichtweise mit einer Materialausnutzung von bis zu 90 % aufbauen kann.

WAAM ist auch vorteilhaft für die Herstellung von übergroßen Luft- und Raumfahrt- oder Energiekomponenten, die schwer zu gießen oder zu schmieden sind. Konventionelle Prozesse erfordern möglicherweise teure Werkzeuge und lange Vorlaufzeiten, während WAAM große Metallstrukturen direkt aus CAD-Modellen erzeugen kann, wodurch die Produktionszeit erheblich reduziert wird. In Kombination mit Nachbearbeitungsprozessen wie CNC-Bearbeitung oder Wärmebehandlung können die endgültige Genauigkeit und die mechanischen Eigenschaften denen von Schmiedeteilen entsprechen oder diese übertreffen.

Designflexibilität und Reparaturfähigkeit

WAAM ermöglicht eine strukturelle Optimierung durch variierende Wandstärken, Gitterformen und Verstärkungszonen, was mit traditioneller subtraktiver Fertigung nicht einfach zu erreichen ist. Darüber hinaus macht WAAM es möglich, hochwertige Komponenten zu reparieren oder zu modifizieren, anstatt sie vollständig zu ersetzen, was besonders in Luft- und Raumfahrt oder Energieerzeugungsanlagen nützlich ist, wo Ausfallzeiten kritische Kosten verursachen. Eine beschädigte Schaufel oder ein Gehäuse aus Superlegierung kann mit WAAM wiederaufgebaut und anschließend über CNC-Bearbeitung oder Wärmebehandlung fertiggestellt werden.

Material- und Prozessintegration

WAAM eignet sich für eine breite Palette von Legierungen, einschließlich nickelbasierter Sorten wie Inconel 625, kobaltbasierter Stellite 6 und Titanlegierungen, die in leichten Luft- und Raumfahrtstrukturen verwendet werden. Durch die Integration von WAAM mit Inspektion und Materialprüfung und -analyse können Hersteller eine wiederholbare Qualität erreichen und gleichzeitig Kosten und Vorlaufzeiten im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungswegen reduzieren.