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Anlagenbau BTU Cottbus-Senftenberg Kollaborativer WAAM‑Roboter für die Forschung

Von ALOtec Dresden GmbH 2 min Lesedauer

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Zwei Roboter, 16 synchronisierte Achsen, ein Werkstück: Für die BTU Cottbus-Senftenberg hat ALOtec eine Forschungsanlage für die Additive Fertigung mittels WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) gebaut.

Für die BTU Cottbus‑Senftenberg hat ALOtec eine stationäre WAAM‑Anlage aufgebaut: zwei Kuka-Roboter KR120 R3100 im Master‑Slave‑Betrieb mit insgesamt 16 synchronisierten Achsen sowie Fronius iWave/TPS‑Technik ermöglichen den schnellen, schichtweisen Aufbau großer Metallbauteile. (Bild: ALOtec Dresden GmbH)
Für die BTU Cottbus‑Senftenberg hat ALOtec eine stationäre WAAM‑Anlage aufgebaut: zwei Kuka-Roboter KR120 R3100 im Master‑Slave‑Betrieb mit insgesamt 16 synchronisierten Achsen sowie Fronius iWave/TPS‑Technik ermöglichen den schnellen, schichtweisen Aufbau großer Metallbauteile.
(Bild: ALOtec Dresden GmbH)

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) – ein drahtbasiertes Verfahren der Additiven Fertigung – gilt als eines der vielversprechendsten Verfahren, um große Metallbauteile schnell und materialsparend Schicht für Schicht aufzubauen oder gezielt zu beschichten. Damit Hochschulen neue Prozesse und Anwendungen dafür erforschen können, braucht es eine flexible, leistungsfähige Anlagenplattform. Eine solche hat die ALOtec Dresden GmbH für das Fachgebiet Füge- und Schweißtechnik der BTU Cottbus-Senftenberg gebaut.

Der Rahmen: BTU Cottbus-Senftenberg und das Cluster SpreeTec neXt

Eingesetzt wird die Anlage am Fachgebiet Füge- und Schweißtechnik der BTU Cottbus-Senftenberg – einem Partner im Forschungscluster SpreeTec neXt. Das Cluster entwickelt neue Fertigungstechnologien für die dezentrale Energietechnik und ist zugleich ein Baustein des Strukturwandels in der Lausitz: In der vom Braunkohle-Bergbau geprägten Region sollen aus den traditionellen Branchen der Produktion und Lohnfertigung heraus Zukunftstechnologien wachsen. Die Additive Fertigung mittels WAAM passt genau in dieses Bild – ressourcenschonend, flexibel und nah am realen Bauteil. Hier erforscht und erprobt das Fachgebiet neue Prozesse und Anwendungen in der Additiven Fertigung und im Beschichtungsbereich.

Beim drahtbasierten Additive Manufacturing (WAAM) erzeugt das Fronius iWave‑System hier einen intensiven Schweißlichtbogen und sichtbare Funken, während der Schweißbrenner Schicht für Schicht Metall auf das Substrat aufträgt, um schnell und materialeffizient ein Bauteil aufzubauen.(Bild: ALOtec Dresden GmbH)
Beim drahtbasierten Additive Manufacturing (WAAM) erzeugt das Fronius iWave‑System hier einen intensiven Schweißlichtbogen und sichtbare Funken, während der Schweißbrenner Schicht für Schicht Metall auf das Substrat aufträgt, um schnell und materialeffizient ein Bauteil aufzubauen.
(Bild: ALOtec Dresden GmbH)

Das Anlagenkonzept: zwei Roboter, ein Werkstück

Herzstück der stationären Anlage sind 16 synchronisierte Achsen. Zwei kollaborierende 6-Achs-Roboter vom Typ KR120 R3100 – mit 3.100 mm Reichweite und 120 kg Traglast, gesteuert über KRC ROBOTstar – arbeiten gemeinsam an einem Bauteil. Ergänzt werden sie durch zwei Lineareinheiten und einen Dreh-Kipp-Tisch.Möglich macht das Zusammenspiel ein Master-Slave-Prinzip: Ein Roboter gibt die Bewegung vor, der zweite folgt exakt abgestimmt. So lassen sich auch komplexe, großvolumige Geometrien in einem Aufbau bearbeiten – mit zwei Brennern gleichzeitig und entsprechend höherer Produktivität.

Das additiv gefertigte Musterbauteil zeigt den schichtweisen WAAM‑Aufbau: ein sechseckiger, leicht verdrehter Metallbecher mit deutlich sichtbaren, übereinanderliegenden Schweißraupen, auf einer Trägerplatte gefertigt.(Bild: ALOtec Dresden GmbH)
Das additiv gefertigte Musterbauteil zeigt den schichtweisen WAAM‑Aufbau: ein sechseckiger, leicht verdrehter Metallbecher mit deutlich sichtbaren, übereinanderliegenden Schweißraupen, auf einer Trägerplatte gefertigt.
(Bild: ALOtec Dresden GmbH)

Die WAAM-Technik: Fronius iWave und TPS/i TWIN

Ausgestattet ist die Anlage mit modernster Fronius-Technologie: zwei iWave-Systeme sowie ein TPS/i TWIN-System mit den Prozessen PMC (Pulse Multi Control) und CMT (Cold Metal Transfer).

Die iWave-Systeme stehen für automatisierte Schweißlösungen im Metall-3D-Druck und ermöglichen eine schnelle, kostengünstige und präzise Bauteilfertigung. Das TPS/i TWIN-System arbeitet mit zwei Drahtzuführungen und zwei Stromquellen gleichzeitig und erreicht so deutlich höhere Auftragsraten – ideal für großvolumige Bauteile und einen schnellen Schichtaufbau.

Von der Vorabnahme bis zur Auslieferung

Konzipiert und aufgebaut, in Betrieb genommen sowie vorab abgenommen wurde die WAAM-Anlage zunächst am ALOtec-Standort in Dresden-Kesselsdorf. Anschließend wurde sie wieder abgebaut und nach Cottbus transportiert, wo ALOtec den Aufbau vor Ort übernimmt – schlüsselfertiger Anlagenbau aus einer Hand, von der Konstruktion über die Inbetriebnahme bis zur Installation beim Anwender.

im fokus: Technologiepartner ALOtec

Seit über 25 Jahren entwickelt und baut die ALOtec Dresden GmbH kundenindividuelle, schlüsselfertige Roboteranlagen für Laserhärten, Laserauftragschweißen und Additive Fertigung – stationär, mobil und hybrid. Dass ausgerechnet ALOtec Forschungsanlagen für Hochschulen baut, hat eine gewisse Folgerichtigkeit: Das Unternehmen wurde 1998 selbst aus dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden ausgegründet.

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