22.09.2025
Fertigung
Gemeinsam mit GE Vernova und dem Fraunhofer IGCV entwickelt Voxeljet den aktuell größten 3D-Drucker der Welt für Sandformen – den VX9000. Ziel des Projekts ist es, zentrale Komponenten für Wind- und Wasserkraftanlagen effizienter, ressourcenschonender und lokal herstellbar zu machen.
Additive Fertigung kommt heute überwiegend bei Prototypen und Kleinserien zum Einsatz. Die Bauvolumina gängiger Systeme begrenzen den Einsatzbereich häufig auf kleinere Bauteile – ein Umstand, der den Eindruck verstärken kann, 3D-Druck sei nur für kompakte Anwendungen geeignet. Doch insbesondere in der Energiebranche, etwa bei Wind- oder Wasserkraftanlagen, sind völlig andere Maßstäbe gefragt: Gerade bei Windradturbinen können Einzelkomponenten bis beispielsweise Rotornaben Stückgewichte von bis zu 60 Tonnen erreichen.
Entwicklung der Advanced Casting Cell (ACC)
Auch im Großformat gelten für Ingenieurteams dieselben Zielgrößen wie bei kleineren Bauteilen: maximale Designfreiheit, Reduktion von Gewicht und Materialeinsatz, verkürzte Durchlaufzeiten sowie die Möglichkeit zur dezentralen Fertigung. Um diese Vorteile der additiven Fertigung auf Komponenten im Multi-Tonnen-Bereich zu übertragen, hat Voxeljet gemeinsam mit GE Vernova und dem Fraunhofer IGCV das 3D-Drucksystem VX9000 entwickelt. Das System markiert den Partnern zufolge einen Technologiesprung: Es skaliere die industrielle Binder-Jetting-Technologie erstmals auf ein Niveau, das den Anforderungen für Multitonnen-Gussteile gerecht werde.
Im September 2021 gaben GE Vernova (damals GE Renewable Energy), das Fraunhofer IGCV und Voxeljet den Start eines gemeinschaftlichen Forschungsprojekts zur Entwicklung eines großformatigen 3D-Sanddruckers bekannt. Ziel war die Optimierung der Formherstellung für Gusskomponenten der Haliade-X-Offshore-Windturbine. Die sogenannte Advanced Casting Cell (ACC) sollte in der Lage sein, Sandformen für Einzelteile mit bis zu 60 Tonnen Gewicht zu fertigen – schneller, flexibler und ressourcenschonender als herkömmliche Formverfahren.
Ein wesentlicher Vorteil der geplanten Technologie lag in der drastischen Reduktion der Produktionszeit: Statt rund zehn Wochen sollte die Herstellung in nur zwei Wochen erfolgen können. Zusätzlich versprach der Einsatz additiver Fertigung am Ort der Installation eine deutliche Reduktion des Logistikaufwands und der damit verbundenen CO2-Emissionen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unterstützte das Projekt im Rahmen eines technologieorientierten Innovationsprogramms.
Binder Jetting im industriellen Maßstab
Als Teil der ACC konzipierte Voxeljet den VX9000 von Voxeljet, der auf der etablierten Binder-Jetting-Technologie basiert. Dabei wird Sand schichtweise selektiv mit einem Binder verfestigt. Dies erlaubt die Herstellung komplexer Geometrien bei hoher Maßhaltigkeit. Mit einem Bauvolumen von 9 x 7 x 1,8 Metern übertrifft der 3D-Drucker das Bauvolumen aller anderen gängigen 3D-Sanddrucker und gehört damit zu den größten Systemen seiner Art weltweit.
Im Oktober 2023 wurde das Gesamtprojekt von GE Vernova durch das U.S. Department of Energy (DoE) mit 14,9 Millionen US-Dollar gefördert. Voxeljet wurde als technischer Umsetzungspartner ausgewählt, um die VX9000 weiterzuentwickeln. Folgend wurde die erste VX9000Plattform am Voxeljet-Hauptsitz in Friedberg montiert.
Validierung unter Produktionsbedingungen
Ein signifikanter Meilenstein wurde im Sommer 2025 erreicht: In der schwedischen Baettr Foundry wurden die ersten großformatigen Sandformen der VX9000 erfolgreich gegossen. Insgesamt wurden 20 Benchmark-Formen in Printjobs mit bis zu 7,5 m Länge unter realen Gießereibedingungen verarbeitet. Vergossen wurde die Legierung EN-DJS-400-18-LT, das finale Gussteil wiegt 7200 Kilogramm.
Die Validierung bestätigte die industrielle Einsatzfähigkeit des Systems. Die VX9000 erfüllte sowohl die geometrischen als auch die gießtechnischen Anforderungen für kritische Großkomponenten. "Baettr arbeitet seit 2018 mit Voxeljet an der Weiterentwicklung des Sand-3D-Drucks. Die Fortschritte sind deutlich spürbar: Heute sind die Kerne größer, einfacher zu montieren und erfüllen weiterhin höchste Genauigkeits- und Qualitätsstandards. Mit diesen positiven Erfahrungen möchten wir die Technologie auch künftig aktiv mitgestalten", erklärt Nicolas Ory-Studer, Project Manager bei Baettr.
Die VX9000 wurde primär für die Offshore-Windindustrie entwickelt, lässt sich jedoch auf zahlreiche andere Einsatzfelder übertragen. Dazu zählen Hydroturbinen (z. B. Francis-Laufräder, Spiralgehäuse), Schwerlast-Rotornaben und Getriebegehäuse sowie Strukturbauteile für Großanlagen im Energie- oder Infrastrukturbereich.
Beitragsbild: Voxeljet