Exafuse fertigte mit Laser Metal Deposition (LMD) mehr als 750 kg Metallkomponenten für ein Fußgängerbrückenprojekt in Duisburg. Der veröffentlichte Umfang umfasst sechs Strukturknoten und Handlaufkomponenten. Das Projekt verbindet konstruktive Anpassung, Bahnplanung, lang andauernde Fertigung, Prozessüberwachung und unabhängige Validierung in einer realen Infrastrukturanwendung.
Projektüberblick
| Projektelement | Veröffentlichter Kontext |
|---|---|
| Anwendung | Strukturknoten und Handlaufkomponenten für eine Fußgängerbrücke |
| Verfahren | Großbauteil-LMD / DED-LB/M |
| Veröffentlichter Umfang | Mehr als 750 kg insgesamt; einzelne Bauteile über 150 kg |
| Knotenfertigung | Sechs Strukturknoten mit LMD gefertigt |
| Engineering | CAD-Anpassung, Bahnplanung, Parameterentwicklung, Monitoring, Nachbearbeitungs- und Prüfplanung |
| Validierungskontext | Unabhängige projektspezifische Unterstützung durch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) |
Warum dieses Projekt relevant ist
Die Brückenkomponenten waren keine Ausstellungsstücke. Sie mussten die architektonische Gestaltung erhalten, mit LMD herstellbar sein, an angrenzende Strukturen anschließen und projektspezifische technische Anforderungen erfüllen. Damit ist das Projekt eine aussagekräftige Referenz für große, nicht standardisierte Metallbauteile.
Das Ergebnis bedeutet nicht, dass jedes Brückenbauteil oder jede Tragwerksgeometrie für LMD geeignet ist. Es zeigt, was möglich ist, wenn Geometrie, Auftragsstrategie, Produktionsplanung und Validierung gemeinsam entwickelt werden.
Die technische Herausforderung
Die ursprüngliche Knotengeometrie enthielt Überhänge, Übergänge, Wandbereiche und Anschlusspunkte, die auf Herstellbarkeit geprüft werden mussten. Aus einem skulpturalen digitalen Modell sollte ein Bauteil entstehen, das aufgetragen, nachbearbeitet, gefügt und geprüft werden konnte, ohne die Gestaltungsabsicht zu verlieren.
Konstruktion und Fertigungsplanung
Die CAD-Anpassung betraf nicht abgestützte Merkmale, Wanddicken, Übergänge und Schnittstellen. Ausgewählte Wandbereiche wurden von 10 mm auf 11 mm geändert und in höher belasteten Zonen lokal auf 14 mm verstärkt. Diese Werte gelten für dieses Projekt und sind keine allgemeinen Konstruktionsregeln.
Ebenso wichtig war die Bahnplanung. Exafuse nutzte einen G-Code-Nachbearbeitungsablauf, um Werkzeugorientierung, Materialverteilung und überlappende Auftragsbereiche bei komplexen Großgeometrien zu steuern. Beim Großbauteil-LMD beeinflusst die Auftragsbahn Wärmeeintrag, Geometrie und die spätere technische Bewertung.
Ergebnis und Einordnung
Das veröffentlichte Projekt dokumentiert mehr als 750 kg LMD-Brückenkomponenten, darunter sechs Strukturknoten und Handlaufelemente. Es verbindet CAD-Anpassung, Prozessentwicklung, Produktionsplanung, Monitoring und unabhängige Validierungsunterstützung. Daraus folgt keine pauschale Freigabe für eine andere Brücke, einen anderen Werkstoff oder eine andere Tragwerkskonstruktion.
Angaben für ein vergleichbares Projekt
Benötigt werden CAD-Modell und Zeichnungen, ungefähre Masse, Zielwerkstoff, Strukturfunktion, kritische Schnittstellen, zulässige Konstruktionsänderungen, Nachbearbeitungsbedarf, Stückzahl, Termin sowie geforderte Prüfungen und Dokumentation. Tragwerksplanung, Prüfung und Abnahmekriterien müssen für die jeweilige Anwendung festgelegt werden.
Fertigung der Strukturknoten
Die veröffentlichte Projektdokumentation nennt für Knoten 10 eine Fertigungszeit von 219 Stunden und etwa 8 km Roboterfahrweg. Für alle sechs Knoten werden rund 38 km Roboterfahrweg angegeben. Diese Werte beschreiben ausschließlich dieses Projekt und sind keine Standardzeiten für andere Bauteile.
Fertigung und Fügen der Handläufe
Für die Handläufe war ein anderer Fertigungsplan erforderlich. Exafuse nutzte das CNC-basierte LMD-System, teilte die gekrümmte Geometrie in herstellbare Segmente und ergänzte die Fügebereiche mit LMD. Danach folgten Ausrichtung, Fügen und Maßkontrolle.
Abschlussprüfung und Fertigstellung
Zum Projektabschluss gehörten Gewichts- und Maßprüfungen sowie die vereinbarten Validierungsarbeiten. Eine vergleichbare strukturelle Anwendung benötigt weiterhin einen eigenen Prüfplan, eine abgestimmte Dokumentation und kundenseitige Abnahmekriterien.
