Caracol 3D-druckt in einem Stück 6-m-Katamaran in 160 Stunden

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Der italienische Produktionsspezialist Caracol hat in Zusammenarbeit mit dem spanischen Bootsentwickler V2 Group einen funktionsfähigen monolithischen Katamaran mit einer Länge von 6 m mit einem industriellen 3D-Drucker in einem Stück ausgedruckt. Das Boot soll nach Angaben von Caracol so stabil sein, dass es maritimen Anforderungen genügt. Der Druck mit einer Heron-AM-basierten Roboterdruckplattform dauerte insgesamt 160 Stunden.

Der herkömmliche Bau eines Bootrumpfs kann recht langwierig sein. Sind Anpassungen nötig, müssen gegebenenfalls neue Schablonen erstellt werden, um einen Rumpf etwa aus GFK im Laminierungsverfahren schichtweise herstellen zu können. Additive Fertigungsverfahren, wie etwa der industrielle 3D-Druck können die Produktion von Schiffsrümpfen für kleine und mittlere Boote beschleunigen. Sind Änderungen an der Konstruktion nötig, geschieht dies einfach an der digitalen Vorlage. Der Rumpf muss dann nur neu ausgedruckt werden.

Dass das klappt, haben Caracol und die V2 Group anhand eines Katamarans gezeigt. Der Rumpf wurde als einteilige Konstruktion konzipiert, sodass er auch in einem Stück ausgedruckt werden kann. Dabei berücksichtigten die Konstrukteure, welches Material sich dazu eignete und wie die Nachbearbeitung erfolgen kann. Denn das Boot sollte in Serie in Marinequalität produziert werden können. Das sollte auch in unterschiedlichen Größen möglich sein, was zugleich besondere Anforderungen an die strukturelle Haltbarkeit der Rumpfkonstruktion stellt. Ebenso müssen regulatorische Vorgaben beachtet werden.

Zudem sollte der Ausdruck eines solchen Bootsrumpfes möglichst schnell erfolgen können, ohne dabei Material zu verschwenden, um die Umwelt im Vergleich zu herkömmlichen Bootsbaumethoden möglichst wenig zu belasten.

Drucksystem mit Roboterarm

Für den Druck des Bootes kam ein Heron-400-Druckkopf zum Einsatz, der von einem 6-Achsen-Roboterarm geführt wird. Der Druckkopf sowie das Feeding-System, das das Druckmaterial in Form von Pellets trocknet und zuführt, sind Eigenentwicklungen von Caracol.

Vor dem Druck des 6 m langen Bootes waren zahlreiche Tests und Optimierungsarbeiten nötig. Aufgrund der erheblichen Größe des Bootsrumpfes und dessen komplexer Geometrie war der Design- und Slicing-Aufwand hoch. Allerdings fallen diese Optimierungsarbeiten für den Druck nur einmalig für ein Bootsmodell in der Entwicklungsphase an. In der Serienproduktion sind dann nach Abschluss der Optimierungsarbeiten keine weiteren Anpassungen mehr notwendig.

Der Druck des Bootsrumpfes erfolgte in einem einzigen ununterbrochenen Vorgang. So wurde sichergestellt, dass der Rumpf eine nahtlose, monolithische Struktur bildet. Als Material wurde recyceltes Polypropylen mit einem Glasfaseranteil von 30 Prozent verwendet. Der Prozess war in 160 Stunden abgeschlossen. Zu den verwendeten Antriebskomponenten, um das Boot zu komplettieren, machten die beiden Unternehmen keine Angaben.

(olb)