Världens största 3D-printare trycker sandform för jättestort konstverk

0
298
Slingerbollen. Den består av 8 treknutar, 6 fyraknutar och 24 förbindningsdelar, som svetsats samman. Godsvikten är 965 kg.

Detta är en översättning av artikeln ”Weltgrösstes 3-D-Drucksystem druckt Sandformen für XXL-Kunstwerk” författad av Frederik von Saldern, Friedberg, och publicerad i GIESSEREI 2018:11. Översättningen är gjord av Ingemar Svensson, Huskvarna.

3-D-tillverkaren Voxeljet har tillverkat ett 4 meter högt aluminiumkonstverk med användning av 3D-printningssystemet VX4000. Konstverket, Slingerbollen, är fyra meter högt och har en komplex geometri som väcker uppmärksamhet. Det är ett unikt konstverk som sedan juni 2018 pryder en rondell i den bayerska staden Friedberg. 3D-printartillverkaren Voxeljet har tillverkat gjutformen för detta aluminiumkonstverk med sin skrivare VX4000.

Slingerbollen är imponerande stor, 3,2 x 3,5 x 4 meter. Den består av åtta 3-knutar, sex 4-knutar och 24 förbindningsarmar, vilka på ett komplicerat sätt slingrar sig omkring varandra och därvid bildar en geometrisk ändlös slinga. Utformningen har tagits fram av den amerikanska konstnärinnan Bathsheba, som med CAD-teknik konstruerat detta moderna konstverk. Det invigdes i juni 2018 av borgmästaren i Friedberg, doktor Klaus Metzger. I en tidning i Augsburg skrev man att detta är den vackraste rondellen i hela länet.

Tre viktiga produktionssteg

Tillverkningen av slingerbollen innefattade tre väsentliga produktionssteg. Först förbereddes konstnärinnans CAD-data för 3D-printning. Den digitala positivmodellen uppförstorades till önskad storlek. Den delades sedan in i olika byggdelar och omvandlades till negativformar.

Nästa steg omfattade 3D-printning av över- och underformar med vanlig gjuterisand för gjutning av aluminium. Därvid överförde voxeljetexperter CAD-data till VX4000, världens största 3D-printare för sand. Den totala byggvolymen uppgår till 4 x 2 x 1 meter. Voxeljet förfogar i sin anläggning i Friedberg över tre utrustningar av denna typ. Anläggningen har en månadskapacitet på 400 ton tryckbart material.

Vid printningsprocessen spider en spridare ut ett exakt 300 µm tjockt skikt av kvartssand på printningsboxen. Därefter kommer ett skrivarhuvud med 25 000 dysor. Överallt där ett gjutstycke skall uppstå binds sandkornen ihop med furanhartsbindemedel. Denna teknik benämns ”Furandirektbindning” (FDB). Därefter påförs nästa sandskikt och en ny printningsomgång genomförs genom att nytt bindemedel påförs. Skikt för skikt erhålls totalt 114 över- och underformar liksom kärnor. Efter cirka 58 timmar är printningen av en fullständig printningsbox färdig. Medarbetare avlägsnar slutligen den ej sammanbundna sanden och rengör formarna för förberedelse av gjutningen. Totalt var det nödvändigt med åtta printningsboxar för detta imponerande konstverk.

Konstgjuteri gjuter de olika delarna i aluminium

I det tredje produktionssteget sändes gjutformarna till konstgjuteriet Kollinger GmbH i Elchingen vid Ulm. Som metallgjuteri är detta gjuteri expert på att gjuta stort konstgjutgods i aluminium. I detta gjuteris produktportfölj ingår konstnärliga skulpturer, sakrala föremål, fontäner för utomhusbruk liksom krävande prototyper.

Traditionella metoder men även automatiserade metoder med 3D-printning används. På detta sätt kan krävande kunder erbjudas flera olika lösningar. Storleken på objekten sätter knappast några gränser.

Efter blackning göts slingerbollen med aluminiumlegeringen 226 (AlSi9Cu3). Genom att 3D-printade kärnor användes kunde material sparas och väggtjocklekar på endast 8 mm uppnås. Efter att godset stelnat avlägsnades fastsittande sand. Därefter svetsades de olika delarna, treknutar, fyraknutar och förbindningsdelar samman till det slutliga objektet. För att ge konstverket önskad glans blästrades ytan med glaspärlor. På detta sätt framställdes den imponerande slingerbollen: materialsparande och endast 965 kg tung.

Med kran till rondellen

På plats i rondellen monterades slingerbollen med hjälp av en kran över ett rostfritt stålrör, som svarade för att bollen hölls stadigt fast. Konstverket är ett fint exempel på storlek och komplexitet som kan framställas genom 3D-printning.

”Det är viktigt att 3D-printade sandformar, speciellt i denna storleksordning, är formstabila och har god måttnoggrannhet. Endast härigenom kan gjuteriet framställa ett gjutstycke som efter stelning har största möjliga geometriska noggrannhet” uppger Alexander Kudernatsch, Vice President Services Voxeljet AG. ”Med FDB-processen har vi tillgång till en teknologi med vilken vi kan tillverka gjutformar med högsta kvalitet. Alla 114 byggdelarna uppvisar en perfekt måttnoggrannhet så att delarna utan ytterligare bearbetning kan svetsas samman.”

Åtta treknutar, sex fyraknutar och 24 förbindningsdelar

Slingerbollen ger ett imponerande blickfång. Inte endast på grund av sin storlek utan i ännu högre grad beroende på den ovanliga formen som med denna noggrannhet inte skulle kunna framställas med någon annan tillverkningsteknik. Ett otroligt konstverk som redan på långt håll tilldrar sig uppmärksamhet, bekräftar 3D-printningexperten Kudernatsch, som är glad över att ha beslutat sig för konstnärinnan Bathsheba. Hon skriver på sin hemsida ”Geometrier som jag önskar är inte möjliga att framställa med flertalet tillverkningsmetoder. Detta fungerar ej för mig. Nu har jag kommit in i 3D-printningstekniken”.