Metall-3D-Drucker an der Front der Ukraine stellen wichtige Ersatzteile her

Diese Schützenratsche aus bronzefarbenem Aluminium wurde auf dem WarpSpee3D-Metalldrucker in weniger als 60 ... [+] Minuten 3D-gedruckt.

Steven Camilleri, der Mitbegründer des 3D-Druckerherstellers Spee3D, und seine wichtigsten Mitarbeiter sind gerade aus Jasionka, Polen, nach Hause zurückgekehrt, wo sie die letzten Wochen damit verbracht haben, das ukrainische Militär im 3D-Druck von Metallteilen zu schulen.

Sieben riesige Spee3D-Drucker wurden vom US-Verteidigungsministerium im Rahmen der Ukraine Security Assistance Initiative an die Ukraine geliefert und werden wahrscheinlich in der Nähe der Front eingesetzt. Ihre Aufgabe besteht darin, schnell kritische Reparaturteile für mehr als 40 verschiedene gepanzerte Plattformen und veraltete militärische Ausrüstungssysteme herzustellen, die von verschiedenen Nationen gespendet wurden, um die Ukraine in ihrem Krieg mit Russland zu unterstützen.

Die Spee3D-Metall-3D-Druckerflotte (WarpSpee3D genannt und etwa 1 Mio. US-Dollar pro Stück) ist nicht dazu gedacht, normale Lieferketten zu ersetzen, wenn Ersatzteile verfügbar sind. Stattdessen liegt der Fokus auf kritischen Teilen oder dem, was das Militär als „Teile mit Konsequenzen“ bezeichnet. Davon besteht eine ständige Nachfrage.

„Wenn an einem Truppentransporter ein Scharnier kaputt ist und die 400-Kilogramm-Tür nicht offen bleibt, ist das ein Problem“, sagt Calum Stewart, der das polnische Trainingsprogramm für Spee3D leitete.

Ein weiterer Teil der Konsequenz könnte das Spezialwerkzeug für die Waffe des australischen M113 sein, das erst vor 40 Jahren von einem OEM hergestellt wurde und nicht mehr hergestellt wird, aber ohne es kann man die Waffe nicht reparieren, fährt Stewart fort.

Scharniere, Halterungen, Befestigungen, Anschlüsse, Pumpen, Hebel – alle möglichen Teile, ob groß oder klein, können einen Vortrieb stoppen oder einen Vorgang lahmlegen. Einsatzfähige 3D-Druckeinheiten können diese Teile in weniger als einem Tag herstellen, und zwar gefährlich nahe am Ort des Bedarfs.

Die Container-Version des WarpSpee3D, von Spee3D als XSpee3D-Metall-3D-Drucker bezeichnet, ist ... [+] praktisch überall einsetzbar.

Spee3D-Drucker wurden für die Reparatur von Kampfschäden entwickelt. Tatsächlich wurde das Team von Spee3D von dem Moment an, als es mit seinen 3D-Druckern in Polen ankam, gebeten, mit der Entwicklung und Herstellung dringend benötigter Teile von Bedeutung zu beginnen.

„Diese kritischen Metallteile waren weder groß noch komplex noch schwer, aber sie verhinderten, dass Militärplattformen funktionierten, und es würde Monate dauern, bis Ersatzteile eintrafen“, sagt Stewart. „Jetzt können sie sie in 30 Minuten zubereiten.“

Tatsächlich dauert das Entwerfen, Drucken, Wärmebehandeln und Bearbeiten eher Stunden, doch an einem Morgen können die sieben Druckereinheiten Dutzende Teile herstellen.

Etwas mehr als ein Dutzend ukrainischer Soldaten wurden nach Jasionka geschickt, um mit Spee3D zu trainieren. Sie wollten unbedingt die neue Ausrüstung kennenlernen, die bisher nur Militärs in den USA, Großbritannien, Australien und seit Kurzem auch in Japan zur Verfügung stand.

Andrew Duguid von Spee3D half dabei, ukrainische Soldaten in den Grundlagen der Metallurgie zu schulen, die sie für den 3D-Druck von Metallteilen im Feld benötigen.

Die Ukrainer, zu denen Berufssoldaten und neu eingezogene Ingenieure gehörten, die speziell für dieses Programm eingezogen wurden, trainierten 15 Tage lang 12 Stunden am Tag und waren nicht die Studenten, an die Spee3D gewöhnt ist.

„Es gibt einen großen Unterschied, ob man jemanden für seine Bereitschaft ausbildet oder jemanden, wenn die Kriegstrommeln schlagen“, sagt Chris Harris, Vizepräsident für Verteidigung bei Spee3D. „Dies ist das erste Mal, dass ich an einer Schulung zur additiven Fertigung teilnehme, bei der das Leben der Studenten buchstäblich in Gefahr war.“

Der Unterricht und die praktische Arbeit umfassten alles von der fünfstufigen technischen Designtheorie und dem neunstufigen Risikomanagementprozess bis hin zur Metallurgie und dem Betrieb der Drucker selbst, alles ins Ukrainische übersetzt.

„Diese Jungs bekamen innerhalb von zwei Wochen einen dreijährigen Studiengang“, sagt Stewart. „Wir haben daran gearbeitet, das Beste aus jeder Stunde herauszuholen. Sie waren so neugierig und lernbegierig, und der Grad der Fragen war wirklich ziemlich hoch. Sie hätten 20 Stunden am Tag gearbeitet.“

Da Spee3D kein großes Unternehmen ist, waren bei dieser Operation alle Kräfte an Bord. In Polen leiteten der Chief Revenue Officer Paul Maloney und der Technology Product Manager Matthew Harbridge die Schulung mit Harris, Stewart und Camilleri – der auch CTO des Unternehmens ist.

Sowohl Harris als auch Stewart sind selbst ehemalige Militärangehörige mit Erfahrung in der Gerätewartung und -technik, sodass sie wissen, was die Ukrainer im Einsatz erwartet.

„Sie werden von einem anderen Soldaten vor ein Problem gestellt, der sagen wird: ‚Müssen Sie mir dieses Stück drucken?‘“, sagt Stewart. „Aber das ist der falsche Ansatz. Sie müssen kein Teil drucken, sie müssen wissen, wie sie ein Problem lösen können.“

Obwohl neuere militärische Ausrüstung möglicherweise über digitale Designdateien verfügt, die es Ingenieuren ermöglichen, Ersatzteile einfacher in 3D zu drucken, gehen Harris und Stewart davon aus, dass die Ukrainer Teile hauptsächlich mithilfe von CAD-Software (Computer Aided Design) von Grund auf neu entwerfen werden. Möglicherweise sind sie sogar in der Lage, besser funktionierende Teile als die Originale zu entwickeln, was ein einzigartiger Vorteil der additiven Fertigung ist.

Das Verteidigungsministerium hat bei verschiedenen Feldversuchen mit Spee3D zusammengearbeitet und ist sehr daran interessiert, was die Metall-3D-Drucker des Unternehmens liefern: solide Metallteile, die in wenigen Stunden von einem vollständig mobilen Containerdrucker hergestellt werden, der praktisch überall einsetzbar ist.

Spee3D-Metall-3D-Drucker verwenden eine Technologie namens Kaltspritz-Additivfertigung, die … [+] Metallpulver mit Geschwindigkeiten von mehr als Mach 2 auf eine Aluminium-Bauplatte sprüht.

Ursprünglich mit der australischen Armee entwickelt – Spee3D ist ein australisches Unternehmen – wurde die WarpSpee3D-Einheit auf einem Marineschiff und bei scharfen Feuerübungen vor Ort getestet. Der Ukraine-Konflikt bietet dem Unternehmen die Möglichkeit, von den Ukrainern zu lernen, die an die Grenzen der Maschinen gehen.

Spee3D-Drucker verwenden eine Methode des Metall-3D-Drucks namens Additive Manufacturing durch Kaltspritzen, die besonders für Frontline-Umgebungen geeignet ist, da sie im Gegensatz zu anderen Metall-3D-Drucktechnologien keine Laser oder Gase verwendet. Anstatt Metall zu schmelzen, nutzt diese Methode kinetische Energie, um Metallpartikel in einem festen Zustand miteinander zu verbinden und so ein endgültiges Teil zu schaffen.

Der WarpSpee3D ist außerdem extrem schnell und energieeffizient. Es können große Teile mit einem Durchmesser von bis zu 1 Meter oder einem Gewicht von 40 kg aus mehreren Metallen hergestellt werden. Beispielsweise wurde diese unten abgebildete, viereinhalb Pfund schwere Kanoniere-Ratsche aus Aluminiumbronze in 60 Minuten hergestellt.

Calum Stewart und Chris Harris von Spee3D präsentieren den Metall-3D-Drucker WarpSpee3D in Polen an ... [+] Militärpersonal aus Mitteleuropa.

Kaltspritzen AM kann auch Metallteile reparieren und beschichten, indem im Wesentlichen Metall auf ein vorhandenes Teil aufgesprüht und geklebt wird, was auch zum Hinzufügen zusätzlicher Formen oder Merkmale verwendet wird.

WarpSpee3D ist relativ einfach zu bedienen, sagt Harris, und zum Glück für die Ukrainer wird ein Großteil der Sprachlücke durch Anweisungen auf dem Bildschirm in Bildern geschlossen.

„Erheblich“ charakterisiert Harris die Wirkung von sieben WarpSpeed-3D-Druckern auf den allgemeinen Bereitschaftsstatus der Verteidigungsanlagen des Landes. „Nicht im Voraus, wir müssen die Phase der frühen Einführung und des Lernens durchlaufen, aber sobald sie es verstanden haben, wird es meiner Meinung nach von Bedeutung sein.“

Spee3D hat den Auftrag, diese Drucker und die Soldaten, die sie bedienen, in den nächsten Jahren zu unterstützen. Das Unternehmen rechnet damit, wieder in Jasionka zu sein und weitere ukrainische Soldaten als Ingenieure für additive Fertigung an vorderster Front auszubilden.