Andritz Hydro: Wissen für den 3D-Druck aus der Formel 1

Andritz Hydro: Wissen für den 3D-Druck aus der Formel 1

Mit maßstabgetreuen Modellen testet und simuliert Andritz Hydro die Funktionsweise von Wasserkraftwerken. Verantwortet wird die Modellkonstruktion von Gruppenleiter Christian Redl. Im M&H-Experten-Interview spricht der Entscheidungsträger über kurze Lieferzeiten, Wissen aus der Formel 1 und Anwendungsgebiete des 3D-Drucks.

Warum ist es überhaupt notwendig, Modelle von Wasserkraftwerken anzufertigen?

Christian Redl: Die Modellkonstruktion ist entscheidend, ob die Zielwerte der Großanlage in punkto Energieerzeugung erreicht werden können. Denn auf Basis des Modells erfolgt die tatsächliche Realisierung des Wasserkraftwerks. Eine Abweichung des Wirkungsgrades um etwa nur ein Zehntel kann – etwa über einen längeren Zeitraum gerechnet – Kosten von mehreren Millionen Euro verursachen. Denn man darf dabei nicht vergessen: In diesen Wasserkraftwerken werden mehrere Tausend Gigawatt erzeugt. Die Jahresarbeitsleistung steigt hier proportional an. Das heißt: Je größer die Anlage und der Fluss, desto wichtiger wird der Wirkungsgrad – und damit unser Modell.

Wie wird das Modell getestet und überprüft?

Christian Redl: Pro Jahr entwickeln und produzieren wir etwa 15 Modelle, die als Basis für Wasserkraftwerke in beispielsweise skandinavischen Ländern, Zentralafrika, Kasachstan, Georgien, Russland – oder etwa Österreich dienen. Eben überall dort, wo es Berge und Gewässer gibt. Mit eigenen Wasserkreisläufen werden die Modelle auf Herz und Nieren überprüft. Bis zu 1.800 Liter pro Sekunde wirken auf das Modell im Prüfstand ein.

Worauf kommt es bei diesen Simulationen an?

Christian Redl: Bei diesen Tests werden oft verschiedenste Laufräder gleichzeitig getestet. Dadurch werden häufig neue Erkenntnisse gewonnen, die eine Neuentwicklung auslösen. Für uns ist in diesem Zusammenhang entscheidend, möglichst schnell neuentwickelte Laufräder herstellen und ausliefern zu können – kurzfristige Lieferzeiten, um die Simulation möglichst effizient zu gestalten, sind daher entscheidend.

Wie können diese rasche Lieferzeiten gewährleistet werden?

Christian Redl: Wir setzen dabei auf den 3D-Druck. Dieser ermöglicht völlig neue Konstruktionen und Formen. Außerdem realisieren wir Lieferzeiten von vier bis fünf Wochen. Komplexe Bauteile können wir in sechs bis sieben Wochen bewerkstelligen. Was das Material angeht, nehmen wir Anleihen in der Formel 1.

Inwiefern?

Christian Redl: Im Motorsport insgesamt, aber eben ganz besonders in der Formel 1, werden alle Technologien bis auf das Möglichste ausgereizt. Das gilt auch für die Materialien im 3D-Druck: Konkret setzen wir hier den stabilen Nanoverbundstoff „Bluestone“, der sich besonders für Werkstücke mit hoher Steifigkeit eignet und mittels Stereolithografie erzeugt wird.

Welche Rolle kommt dem 3D-Metalldruck zu?

Christian Redl: Insbesondere wenn Festigkeit und Form entscheidend sind, spielt der 3D-Metalldruck eine zunehmend wichtigere Rolle. Im Zusammenhang mit der Kaplan-Turbine haben wir etwa Nabenkerne 3D-metallgedruckt und nachbearbeitet. Form und Material haben wir dadurch trennen können, das Drehmoment des Generators haben wir über den Metallteil übertragen.

Welche Potenziale orten Sie im 3D-Druck?

Christian Redl: Ich denke, dass mit Hilfe des 3D-Drucks internationale Transporte und Lieferketten wegfallen können, da es möglich sein wird, Komponenten direkt vor Ort zu entwickeln und zu produzieren. Die mobile Halle könnte direkt zum Kunden auf die Baustelle kommen – der Weg zwischen Erzeugung und Einbau würde damit auf praktisch null gesetzt werden. Eine just-in-time-Produktion wäre damit realistisch – und steht damit ganz im Gegensatz zu Komponenten, die bis zu einem halben Jahr beim Fertiger liegen, ehe sie dann CO2-intensiv über den Globus transportiert werden.