Einzigartiges Kunstwerk aus dem weltweit größten industriellen 3D-Drucker für Sand

voxeljet erschafft die vier Meter hohe Aluminium-Skulptur „Schlingenball“ mit dem 3D-Drucksystem VX4000. Er ist vier Meter hoch und weist eine komplexe Geometrie auf, die für Aufsehen sorgt: Der Schlingenball ist ein einzigartiges Kunstwerk, das seit Juni 2018 einen Kreisverkehr in Friedberg (Bayern) ziert.

Das Unternehmen voxeljet, Hersteller und Betreiber von industriellen 3D-Druckern, hat die Gussformen für das Aluminium-Kunstobjekt mit seiner VX4000 hergestellt.

Der Schlingenball ist imposante 3,2 x 3,5 x 4 Meter groß. Er besteht aus acht Dreierknoten, sechs Viererknoten und 24 Verbindungsarmen, die hochkomplex ineinander verschlungen sind und so eine geometrische Endlosschleife bilden. Das Design stammt von der US-amerikanischen Künstlerin Bathsheba, die mittels CAD-Software ihre modernen Kunstobjekte konstruiert. Der Landrat von Friedberg, Dr. Klaus Metzger, hat den Schlingenball im Juni 2018 eingeweiht. „Das ist der schönste Kreisverkehr des Landkreises“, erklärte Metzger der Augsburger Allgemeinen Zeitung.

3D-Druck im Weltgrößten industriellen 3D-Drucksystem

Der nächste Schritt umfasst den 3D-Druck der Ober- und Unterkästen aus gießereiüblichem Sand für den Aluminium-Metallguss. Dazu übertragen voxeljet-Experten die fertigen CAD-Daten auf die VX4000, das weltweit größter 3D-Drucker für den Sanddruck. Der zusammenhängende Bauraum beträgt 4 x 2 x 1 Meter. Die voxeljet AG betreibt in ihrem Dienstleistungszentrum in Friedberg drei dieser leistungsstarken Systeme. Insgesamt verfügt das Dienstleistungszentrum in Friedberg über eine monatliche Gesamtkapazität von bis zu 400 Tonnen verdrucktem Material.

Beim Druckprozess breitet der Beschichter präzise eine 300 µm-Schicht mit Quarzsand auf der Bau-Plattform (Jobbox) aus. Anschließend folgt der Hochleistungs-Druckkopf mit über 25.000 Düsen. Überall dort, wo das Formbauteil entstehen soll, wird der Sand mit Furanharz verklebt. Diese Technologie wird als „Furan-Direct-Binding“ (FDB) bezeichnet. Es folgt daraufhin das Auftragen der nächsten Sandschicht und der nächste Druckvorgang. Schicht für Schicht entstehen so insgesamt 114 Ober- und Unterkästen sowie Gusskerne. Nach rund 58 Stunden ist der Druck einer vollen Jobbox beendet. Mitarbeiter entfernen anschließend den nicht verklebten Sand und reinigen die Negativformen zur Vorbereitung für den Metallguss. Insgesamt acht Jobboxen der VX4000 waren für das imposante Kunstwerk notwendig.

Webinar: Kunstguss

In diesem Webinar wird die renommierte deutsche Kunstgießerei Strassacker alles über die PMMA 3D-Drucktechnologie und ihre Anwendungen im Kunstguss erzählen.

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Kunstgießerei gießt Bauteile aus Aluminium

Im dritten Produktionsschritt wurden die Gussformen zur Kunstgießerei Kollinger GmbH in Elchingen bei Ulm verschickt. Als Nichteisenmetall (NE)-Gießerei ist Kollinger Experte auf dem Gebiet des großformatigen Aluminiumgusses für Kunstobjekte. Zum Produktportfolio dieser Gießerei gehören fein gearbeitete künstlerische Skulpturen, sakrale Gegenstände, Beschläge, Brunnenanlagen für den Freibereich sowie anspruchsvolle technische Prototypen.

Traditionelle Verfahren aber auch technisch automatisierte Arbeitsweisen, wie der 3D-Sanddruck, kommen zur Anwendung. So können anspruchsvollen Kunden individuelle und vielfältige Lösungen angeboten werden. Der Größe der gießbaren Objekte ist nahezu keine Grenze gesetzt.

Nach dem Schlichten und Zulegen der von voxeljet 3D-gedruckten Sandformen vergoss Kollinger den Schlingenball mit Aluminium in der Legierung 226 (AlSi9Cu3). Durch das Einlegen von ebenfalls gedruckten Gusskernen konnten die Experten von Kollinger Material sparen und eine Wandstärke von nur acht Millimetern realisieren. Nach dem Erstarren entfernte Kollinger den Formstoff vom Rohguss, reinigte diesen und verschweißte anschließend die einzelnen Dreierknoten, Viererknoten und Verbinder zum finalen Gesamtobjekt. Um dem Kunstwerk im finalen Produktionsschritt seine edle Optik zu verleihen, strahlte Kollinger die Oberfläche des Schlingenballs mit Glasperlen ab. So entstand der imposante Schlingenball: materialsparend und dadurch lediglich 965 Kilogramm schwer

Mit dem Kran auf den Kreisverkehr

Vor Ort montierten Arbeiter den Schlingenball mithilfe eines Krans über ein Edelstahlrohr, das als statische Halterung dient. Eine einzigartige Demonstration dafür, welche Größe und Komplexität sich mithilfe des 3D-Drucks herstellen lässt.

Wichtig ist, dass 3D-gedruckte Sandformen, besonders in dieser Größenordnung, formstabil und sehr maßhaltig sind. Nur so kann die Gießerei davon ausgehen, dass das Gussstück nach der Erstarrung mit größtmöglicher Geometriegenauigkeit ausgeformt werden kann. Mit der VX4000 und dem FDB-Prozess steht uns eine Technologie zur Verfügung, die Gussformen mit höchster Präzision fertigen kann. Alle 114 Bauteile wiesen eine ideale Maßhaltigkeit aus, sodass die Gussteile hinterher ohne weitere Nachbearbeitung aneinandergeschweißt werden konnten.

Alexander Kudernatsch, Vice President Servicesvoxeljet AG

Wild verschlungen: Acht Dreierknoten, Sechs Viererknoten und 24 Verbinder

Der Schlingenball ist ein imposanter Eyecatcher. Nicht allein wegen der ausladenden Maße, vielmehr wegen der ungewöhnlichen und verspielten Form, die in dieser Präzision mit keiner anderen Fertigungstechnik herstellbar wäre. „Ein unglaubliches Kunstwerk, das schon von weitem Blick auf sich zieht“, bestätigt 3D-Druck-Experte Kudernatsch, der froh ist, sich für das passende Design von Künstlerin Bathsheba entschieden zu haben. Künstlerin Bathsheba schreibt auf ihrer Website:

Die Geometrien, die ich möchte, sind nicht formbar, die meisten Herstellungsverfahren funktionieren nicht gut für mich. Deswegen bin ich in den 3D-Druck eingestiegen.

Bathsheba, Künstlerin

Kollinger Kunstgießerei: Zwischen Tradition, Kunst und Technik

Die Gießerei Kollinger passte ihre strategische Ausrichtung zur reinen Kunstgießerei im Laufe der Zeit den Anforderungen und Trends an. Resultierend aus der Erkenntnis, dass die Technik einen immer größeren Raum in Arbeits- und Lebenswelt einnimmt. Durch permanente Weiterentwicklung und Erfahrung verfügt Kollinger heute über die hohe Kompetenz und das Know-how im technischen Feinguss und ist zwischenzeitlich Lieferant namhafter Firmen für Prototypen und Kleinserien im In- und Ausland.

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