Ein Pionier der additiven Fertigung 4 Minuten Lesezeit
Mitarbeiter im Fokus

Ein Pionier der additiven Fertigung

Christopher Eberl
Christopher Eberl ist redaktionell verantwortlich für die Karriere-Themen sowie für die Lehrlingswebsite. Mit seinen Geschichten gewährt er Einblicke in die Arbeitswelten des voestalpine-Konzerns.

Der Industriemechaniker Bastian Schlüter, 32, gehört seit Frühjahr 2017 zum Team des Additive Manufacturing Centers der voestalpine in Düsseldorf, wo er die hochkomplexen 3D-Drucker des Technologiekonzerns bedient. Davor war er mehrere Jahre in anderen Firmen im Stahlbau und in der Fördertechnik tätig. Er kennt die Welt der Schweißbänke und der Fräsmaschinen – nun bringt er sein Wissen in die junge Technologie der additiven Fertigung ein.

Vier moderne Laser-Drucker – jeder so groß wie ein Kleiderschrank – beherrschen den rund 60 m² großen Raum des Additive Manufacturing Centers. Durch ein Sichtfenster lassen sich die Wege der Laserstrahlen in den Maschinen nachverfolgen, mit denen 3D-Objekte (Werkzeuge und Komponenten) aus feinstem Metallpulver erzeugt werden. Die voestalpine gilt als einer der Technologieführer für dieses Verfahren, bei dem feinstes Metallpulver geschmolzen und schichtweise zu hochkomplexen Teilen aufgebaut wird. Die additive Fertigung ermöglicht die individuelle und flexible Umsetzung von Bauteilen mit völlig neuen Formen und Funktionalitäten – z. B. Werkstücke mit Hohlräumen und Kanälen oder auch bionischen Strukturen – in nur einem Produktionsschritt. Konkret eingesetzt wird die neue Schlüsseltechnologie bereits im Maschinenbau, in der Luftfahrt, im Sondermaschinenbau, in der Medizintechnik sowie in der Automobilindustrie – hier vor allem im hochanspruchsvollen Rennsport.

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Industriemechaniker und Operator

Die Operatoren – so lautet die Berufsbezeichnung der Spezialisten im Additive Manufacturing Center – wissen um die besonderen Fähigkeiten und Leistungsmöglichkeiten jedes der vier Laser-Systeme und richten die Aufträge entsprechend ein. Schlüter ist einer von drei Mitarbeitern, die die Maschinen bedienen. „Eine der ersten Tätigkeiten des Tages ist es, die über Nacht gefertigten Werkstücke aus dem Bauraum des Systems zu nehmen“, erzählt Schlüter. Bei der legendären TV-Berufe-Ratesendung „Was bin ich?“ hätte sich der Industriemechaniker früher mit dem Festziehen eines Schraubenkopfes als typische Handbewegung vorgestellt, heute wäre es die Wischbewegung des Pinsels, mit dem er die fertiggestellten 3D-Stücke von überschüssigem Metallpulver befreit. Das spezielle Metallpulver, das als Ausgangsmaterial für den Prozess dient, wird innerhalb des voestalpine-Konzerns an den Standorten Kapfenberg, Österreich und Hagfors, Schweden hergestellt.

additive Fertigung

Wann immer Bastian Schlüter mit dem Metallpulver hantiert – ob beim Abpinseln der fertigen Stücke oder beim Befüllen der Systeme –, muss der Operator Schutzkleidung inklusive Gummihandschuhe und gelüftetem Helm tragen, denn das Material, das man zur additiven Fertigung benötigt, weist Korngrößen von 15 bis 45 µm – also weniger als halb so dick wie ein menschliches Haar – auf. Auch wenn es verlockend wäre, seine Hände in das rieselfreudige, an feinsten Sand erinnernde Metallpulver zu tauchen, sollte man es nicht in die Poren oder Atemwege bekommen. Daher ist das Additive Manufacturing Center von der übrigen Halle baulich getrennt, und auch das in Zehn- und Zwanzig-Kilo-Boxen gelieferte Pulver lagert in einem separaten Raum. Sobald er die pulverige Metalllegierung für einen neuen Auftrag in das System eingebracht ist, kann Schlüter die Schutzkleidung wieder ablegen.

Faszination Metall

„In meinem alten Job habe ich am Morgen Zeichnungen bekommen und habe dann eine nach der anderen an der Fräse oder Werkbank abgearbeitet“, erzählt der Operator. „Heute werde ich schon in die Vorbereitung einbezogen und bin von Anfang bis zum Ende in den Fertigungsprozess involviert“, sagt der junge Familienvater, der in seiner Freizeit eine Technikerschule für Maschinenbau besucht. Bereits bei der Frage, wie die Teile im Laser-Drucker am besten positioniert werden sollen, beziehen die Kollegen aus der Konstruktion Schlüters Expertise mit ein, denn die optimale Position im Gerät ist letztlich auch für die Qualität des fertigen Bauteils mitverantwortlich.

Nach dem eigentlichen Druck-Vorgang erfolgt die Nachbearbeitung, es müssen noch Stützstrukturen entfernt und kleinere Stellen händisch nachbearbeitet werden. Ist eine besondere Härte gefordert, kümmert sich Schlüter noch um die Wärmebehandlung des gedruckten Bauteils, um dadurch die gewünschten Materialeigenschaften zu erreichen. Das Sandstrahlen als letzter Fertigungsschritt sorgt für die perfekte Oberflächenqualität.

Metall als Arbeitsmaterial hat Schlüter schon seit jeher fasziniert. Durch die additive Fertigung habe sich diese Faszination noch vertieft:

"Es lassen sich in den Systemen komplexe Formen herstellen, die sich mechanisch so gar nicht fertigen lassen – zum Beispiel geschwungene Gusswerkzeuge mit integrierten Kühlkanälen."
Bastian Schlüter

Auch verbesserte Eigenschaften gegenüber konventionellen Werkstücken – etwa höhere Steifigkeit bei geringerem Gewicht – zählen zu den großen Pluspunkten von additiv gefertigten Bauteilen.

Mehr Flexibilität

Grundsätzlich sei seine Arbeit im Vergleich zu früher um einiges flexibler, schildert Bastian Schlüter. Während sein Beruf in der traditionellen Metallverarbeitung durch fixe Arbeitsabläufe gekennzeichnet war, so ist der individuelle Handlungsspielraum in der additiven Fertigung deutlich größer. Der Weg zum fertigen Bauteil verläuft nicht standardisiert und macht es damit möglich, viele Arbeitsschritte selbstständig einteilen zu können. Bastian Schlüter und seine Kollegen gehören zu den Ersten, die mit der neuartigen Laserschmelztechnologie umgehen, und sie wissen das auch:

"Uns ist klar, dass wir hier Pionierarbeit leisten, und das macht uns wesentlich motivierter, als wenn wir in einer konventionellen Schlosserei arbeiten würden."
Bastian Schlüter

Christopher Eberl

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