Seit über 100 Jahren ist Tyler Union ein führender Hersteller in der Wasserwerksbranche, der sich auf Formstücke aus duktilem Gusseisen, Verbindungsstücke und Ventilkästen spezialisiert hat. Um die Flexibilität zu erhöhen und die Lieferzeiten in der Produktion zu verkürzen, hat das Unternehmen das 3D-Drucksystem VX4000 von voxeljet integriert, um seine Gießprozesse effizienter und kostengünstiger zu gestalten.
Innovation in einer traditionellen Industrie
Natürlich sind konventionelle Gießereiverfahren für Großserien zuverlässig und bewährt, aber moderne Technologien wie der 3D-Sanddruck – insbesondere die Binder-Jetting-Technologie – bieten erhebliche Vorteile hinsichtlich der Optimierung von Durchlaufzeiten und Kosteneffizienz, insbesondere bei der Entwicklung von Prototypen und der Herstellung von Kleinserien.
Tyler Union erkannte diese Chance im Jahr 2022, als das Unternehmen begann, 3D-gedruckte Sandformen und -kerne auf Abruf zu beziehen.
Es dauerte nicht lange, bis das transformative Potenzial dieser Technologie erkannt wurde. „Nach einigen großen Aufträgen war klar, dass der 3D-Druck für uns ein entscheidender Faktor sein kann,“ berichtet Ron Aultman, Operations Manager bei Tyler Union. „Er ermöglichte es uns, die Kosten für Forschung und Entwicklung erheblich zu senken, indem wir die teuren Werkzeugkosten in der Produktentwicklung einsparen konnten. Bei vielen Projekten waren herkömmliche Gussverfahren mit dauerhaften Werkzeugen aufgrund der langen Vorlaufzeiten und der hohen Kosten keine Option. Der 3D-Druck machte diese Projekte wesentlich wirtschaftlicher und verkürzte die Lieferzeiten um Monate.“
Eine neue Gießerei, gebaut mit Blick auf den 3D-Druck
Anfang 2023 leitete Tyler Union ein Erweiterungsprojekt für sein Werk ein, bei dem eine neue Großgießerei (Large Diameter Foundry, LDF) entstehen sollte. Als strategische Entscheidung war von Anfang an klar, dass die Integration der additiven Fertigung in diese technologisch fortschrittliche Anlage sinnvoll ist. Nach der Evaluierung mehrerer Systeme auf dem Markt fiel die Wahl auf den VX4000 von voxeljet, einen der größten 3D-Sanddrucker der Welt.
Warum die VX4000?
Entscheidend für die Wahl waren zwei wichtige Faktoren: Flexibilität und Größe.
„Das offene Format der VX4000 und der große Bauraum von 4 x 2 x 1 Meter machen sie zu einer idealen Lösung für unsere Produktion“, erklärt Aultman. „Wir können entweder großformatige Formen und Kerne in einem Stück oder mehrere kleinere Teile in einem einzigen Bauprozess drucken. Dieses Maß an Flexibilität ist mit dem traditionellen Modellbau nicht möglich und in der Landschaft des 3D-Sanddrucks schwer zu finden.“
Von den Werkzeugkosten bis zur Durchlaufgeschwindigkeit
Herkömmliche Gussverfahren, insbesondere für komplexe oder individuelle Teile, sind oft mit hohen Werkzeugkosten und langen Vorlaufzeiten verbunden – eine Investition, die bei einmaligen Aufträgen oder geringen Stückzahlen schwer zu rechtfertigen ist. Solche Aufträge konnten in der Vergangenheit aufgrund der hohen Werkzeugkosten nicht angenommen werden. Durch die Einführung von 3D-gedruckten Formen war Tyler Union in der Lage, diese Hindernisse zu beseitigen, wesentlich kostengünstiger zu produzieren, die Lieferzeiten um Monate zu verkürzen, und so neue Geschäftsmöglichkeiten zu eröffnen.
„Die additive Fertigung ermöglicht es uns, schneller auf so genannte ‚Engineered Orders‘ zu reagieren, also auf ein- oder zweiteilige Sonderanfertigungen, die unsere Kunden dringend benötigen“, sagt Aultman. „Bis heute haben wir mehrere Dutzend Teile identifiziert und in ein digitales Format umgewandelt, und es werden täglich mehr.“
Das größte bisher mit dem VX4000 produzierte Teil war ein 10-Zoll-Gussteil (ca. 25,5 cm), was aber nur einen kleinen Teil der vollen Kapazität des Druckers ausmacht.
Traditionell vs. Additiv: ein Prozessvergleich
Herkömmliche Gießereimethoden wie bspw. der Sandguss umfassen mehrere Schritte – Modelldesign, Werkzeugbau und Formenmontage – und verursachen hohe Kosten und lange Vorlaufzeiten, insbesondere bei komplexen oder kleinvolumigen Teilen.
Mit der Binder-Jetting-Technologie von voxeljet rationalisiert Tyler Union diesen Prozess, indem Formen direkt aus CAD-Daten gedruckt werden. Das Ergebnis: präzise, gießfertige Formen mit minimaler Nachbearbeitung, die den Arbeitsaufwand, die Durchlaufzeit und die Kosten pro Teil erheblich reduzieren.
Ausblick: Aufbau der Gießerei der Zukunft
„Diese Technologie – oder besser gesagt dieser Drucker – wird unsere traditionellen Methoden zur Herstellung von Gussteilen nicht verdrängen, vor allem nicht in der Großserienproduktion.“ Aultman erklärt: „Stattdessen ergänzt sie unsere bestehenden Fähigkeiten und unser Know-how für hochwertige Wasserwerkslösungen. Es erweitert unsere Möglichkeiten in Bezug auf Flexibilität, Geschwindigkeit und Effizienz. Das hilft uns nicht nur, unsere internen Arbeitsabläufe zu optimieren, sondern kommt auch unseren Kunden zugute, die ihre Teile schneller und in perfekter Qualität erhalten.“
Durch die Integration der VX4000 von voxeljet in den Gießereibetrieb positioniert sich Tyler Union als zukunftsorientierter Branchenführer, der in der Lage ist, Lösungen anzubieten, die nur wenige bieten können. Da die additive Fertigung nun ein zentraler Bestandteil der Produktionsstrategie ist, kann das Unternehmen den nächsten 100 Jahren der Exzellenz mit Zuversicht entgegensehen.
