Laserbasierte additive Fertigung (DED): Pelton-Turbinenbecher (Energie / Wasserkraft)

Die Fertigung von Pelton-Laufrädern erfordert Becher mit komplexen Geometrien, die extremen Bedingungen durch Kavitation, Erosion und Korrosion ausgesetzt sind. Ziel ist es, Materialverluste und Montagezwänge zu reduzieren und gleichzeitig die Produktionsflexibilität und die Durchlaufzeiten zu verbessern.

IREPA LASER hat eine Lösung zur Fertigung von Bechern mittels drahtbasiertem Laser-DED auf einer geschmiedeten Basis entwickelt. Der Ansatz stützt sich auf eine durchgängige digitale Prozesskette mit 3D-Reverse-Engineering, Bahngenerierung und thermomechanischer Simulation zur Absicherung der Fertigung.

Die Fertigung des Bechers erfordert die gleichzeitige Beherrschung der Prozessstabilität und der thermomechanischen Phänomene an einer komplexen Geometrie. Die zentrale Herausforderung besteht darin, eine gleichbleibende metallurgische Qualität bei hohen Auftragsraten aufrechtzuerhalten, ohne Präzision oder Integrität des Teils zu beeinträchtigen. Hinzu kommt die Notwendigkeit, hohe Leistungsfähigkeit in einer rauen Umgebung (Kavitation, Abrasion, Korrosion) zu gewährleisten und zugleich die industrielle Reproduzierbarkeit des Verfahrens bei großformatigen Teilen sicherzustellen.

Mit dem Demonstrator wurde ein funktionsfähiges Teil von 61 kg mit hoher Auftragsrate (6 kg/h) hergestellt. Die Lösung gewährleistet ein dichtes, den mechanischen Anforderungen entsprechendes Teil und validiert einen hybriden Ansatz, der Fertigung, Reparatur sowie die Optimierung von Kosten und Durchlaufzeiten verbindet.