Der Herr des Pulvers
Im additiven Fertigungszentrum am KSB-Standort in Pegnitz entstehen komplexe Bauteile aus dem 3D-Drucker. Marco Linhardt gehört zum Team, das mit diesen zukunftsweisenden Technologien arbeitet. Ein Ortsbesuch.
Mehr als 1.500 Menschen arbeiten am KSB-Standort im oberfränkischen Pegnitz. Viele von ihnen entwickeln und fertigen Pumpen und Armaturen. Andere beschäftigen sich im Forschungslabor mit Werkstoffen oder stellen Gussteile in der Gießerei her. Ziemlich einzigartig ist die Aufgabe von Marco Linhardt in der additiven Fertigung. Denn er arbeitet an einer der weltweit modernsten Anlagen für sogenannte metallbasierte additive Fertigung im Pulverbettverfahren. Zugegeben: Der Begriff klingt sperrig, dahinter verbirgt sich aber eine extrem fortschrittliche Technologie.
Der erste Eindruck des Fertigungszentrums: Im Gegensatz zu anderen Produktionsstätten oder gar der Gießerei sieht es eher aus wie in einem Labor – sauber und nahezu steril. „Wir arbeiten hier mit neuen Herstellungsverfahren, sie ergänzen die herkömmliche industrielle Produktion“, sagt Linhardt. Wenn er von seiner Tätigkeit erzählt, fällt in der Regel schnell das Schlagwort 3D-Druck. „Wir sprechen aber lieber von additiver Fertigung, denn dabei kommt der industrielle Herstellungsaspekt besser zum Ausdruck.“
Beim selektiven Laserschmelzen wird Metall in Pulverform in einer dünnen Schicht aufgetragen. Der Laser schmilzt das Material und trägt es Schicht für Schicht auf, deshalb sprechen die Fachleute von „addieren“. Bei klassischen Fertigungsverfahren zum Beispiel auf Drehmaschinen dagegen entsteht ein Werkstück durch das Bearbeiten eines Rohlings, hier wird Material abgetragen.
Komplexe Bauteile sind die Stärke
Linhardt, der 2009 ins Unternehmen kam, begeistert sich für seinen Job. Der 29-jährige Familienvater begann zunächst eine duale Ausbildung als Industriemechaniker und Bachelor-Student des Maschinenbaus. Nach erfolgreichem Abschluss nutzte Linhardt die Weiterbildungsangebote und studierte berufsbegleitend Maschinenbau im Master.
Heute ist er Entwicklungsingenieur und Projektentwickler für die additive Fertigung – damit Teil eines Kernteams, das seit Ende 2017 zusammenarbeitet. Mit dabei sind Spezialisten aus den Bereichen Gießerei und Produktionstechnik, Entwicklung und Werkstofflabor. Wöchentlich treffen sich die Kollegen, um anstehende Aufgaben zu besprechen. „Das gute Zusammenspiel mit allen Beteiligten aus verschiedenen Fachbereichen macht unsere Arbeit aus“, sagt Linhardt stolz. Weil das Team mittlerweile so viel Know-how angesammelt hat, tritt KSB auch als Dienstleister und Berater nach außen auf. „Unser Alleinstellungsmerkmal ist, dass wir die gesamte Prozesskette abdecken mit unserer ganzheitlichen Erfahrung in Design, Bauprozessen, Forschung und Entwicklung sowie Qualitätsprüfung“, erklärt Linhardt.
In der Teeküche erklärt der Ingenieur den Sinn seiner Arbeit: „Mit der additiven Fertigung stehen uns ganz andere Möglichkeiten zur Verfügung, um bestehende Produkte zu verbessern, etwa bei der Neugestaltung von Pumpenbauteilen.“ Denkbar seien beispielsweise geringere Gewichte, neuartige Eigenschaften oder niedrigerer Verbrauch von Werkstoffen. Das wegweisende Verfahren sorge darüber hinaus dafür, dass weniger Nacharbeit an den Teilen anfalle. „Durch die neuen Möglichkeiten in der Konstruktion lassen sich Bauteile herstellen, die auf konventionellem Weg kaum zu produzieren sind“, so der Experte.
Ein Beispiel für ein komplexes Bauteil ist ein Spiralgehäuse mit Heizkanälen. Es kommt in einer Pumpe zum Einsatz, in der das geförderte Medium auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden muss, beispielsweise beim Transport von Pflanzenöl und Natronlauge. Bisher war die Produktion eines solchen Teiles nicht möglich, stattdessen schweißten die Hersteller die Kanäle nachträglich auf. Das additive Fertigungsverfahren ermöglicht nun die Produktion wie „aus einem Guss“.
Zum Alltagsgeschäft der Fertigungsspezialisten gehört es, Ersatzteile von nicht mehr produzierten Pumpen herzustellen. Häufig handelt es sich dabei um Verschleißteile. Da es von den alten Aggregaten oft keine Gussmodelle mehr gibt, wäre die Fertigung unverhältnismäßig teuer. Mit dem Laserschmelzverfahren dagegen lassen sich die Teile schnell und günstiger herstellen. Das funktioniert so: das alte Teil einscannen, am Computer nachbearbeiten und drucken. Der Vorteil: Der Anlagenbetreiber muss seine Pumpe nicht komplett erneuern, sondern kann das vorhandene Aggregat weiterbenutzen. Das schont wertvolle Ressourcen.
Qualität, Effizienz und Nachhaltigkeit
Zurück zum Fertigungsprozess: Ist der Druck beendet, saugt Linhardt mit staubdichter Maske überschüssiges Material an den Werkstücken grob mit einem Schlauch ab, hängt die schwere Platte mit den Teilen an einen Kran, um Nacharbeiten zu erledigen. In einer futuristisch anmutenden Maschine entfernt der Spezialist die Pulverreste gründlich und sammelt diese, um sie wiederzuverwerten. Nach einer Wärmebehandlung trennt er die Bauteile dann mit einer Säge von der Grundplatte ab und bearbeitet sie abschließend. Vor der Auslieferung der Teile folgt noch eine strenge Qualitätskontrolle.
„Qualität ist uns genauso wichtig wie Effizienz und Nachhaltigkeit“, sagt Linhardt. Für ihn und seine Kollegen hat die Zukunft bereits begonnen. Denn eines ist sicher: Die additive Fertigung wird immer wichtiger werden.