Öl- und Gasindustrie: So profitiert sie von additiven Fertigungsverfahren

Zeiss, Lösungsanbieter im Bereich Optik und Optoelektronik, arbeitet mit der gemeinnützigen, privaten Forschungs- und Technologieorganisation Senai (Brasilien) und mit dem auf Öl und Gas spezialisiertem Energieunternehmen Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras, Brasilien) zusammen. Das Ziel: die Entwicklung verlässlicher und wirtschaftlicher additiver Fertigungsprozesse für die Herstellung kritischer Komponenten in der Öl- und Gasindustrie.

• Seit Januar 2021 arbeitet der Optik- und Elektronikanbieter Zeiss mit der gemeinnützigen, privaten Forschungs- und Technologieorganisation Senai (Brasilien) und mit dem auf Öl und Gas spezialisiertem Energieunternehmen Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras, Brasilien) zusammen.

• Ziel der Forschungskooperation ist es, innerhalb der nächsten zwei Jahre Methoden für die Herstellung und Qualifizierung von statischen sowie dynamischen kritischen Komponenten für die Öl- und Gasindustrie zu entwickeln und zu validieren.

Im Forschungsfokus steht dabei die Evaluierung der Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB) sowie die Laser Beam Directed Energy Deposition (DED-LB). Diese additiven Fertigungsverfahren kommen in der Öl- und Gasindustrie bereits bei der Herstellung und Reparatur von Bauteilen wie Ventilen, Flanschen und Wärmetauschern zum Einsatz. Von extremer Bedeutung für eine wirtschaftliche Fertigung dieser Teile ist dabei laut Dr. Edson Costa Santos, Senior Application Development Manager Additive Manufacturing Process & Control, Zeiss IQS Deutschland „ein genaues Verständnis der Pulveralterung und des Einflusses der Pulverdegradation auf Defekte in den fertigen Teilen“.

Durch den Einsatz von Multiskalen-Multitool-Computertomographie-Strategien verfolgt Zeiss gemeinsam mit Senai und Petrobras einen wissenschaftlich-technischen Ansatz zur schnellen Parameterentwicklung und Prozessstabilität. Im Rahmen der gemeinsam festgelegten Roadmap arbeiten die genannten Forschungs- und Industriepartner konkret bei folgenden Punkten zusammen:

• Auswahl von wertschöpfungsintensiven und kritischen Komponenten der Öl- und Gasindustrie für On- und Off-Shore-Umgebungen;

• Verarbeitbarkeit von Rohstoffen (Pulver), Wiederverwertbarkeit, Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle;

• schnellere Entwicklung und Optimierung von Bearbeitungsparametern für die laserbasierte additive Fertigung von Teilen durch den Einsatz einer neuen und robusten experimentellen Methode;

• Anwendung von mechanischen, verschleiß- und zerstörungsfreien Prüfungen (NDTs) an den additiv gefertigten Teilen.

Bis 2023 will das internationale Konsortium durch einen intensiven Ergebnis- und Technologietransfer konkrete Wirkungen im brasilianischen AM-Markt erzielen und die Lieferkette der Öl- und Gasindustrie mittel- bis langfristig positiv verändern. Da die in diesem Markt benötigten Teile häufig vor Ort und auf Bedarf produziert werden, agieren die Unternehmen dann auch nachhaltiger.

Bild oben: Kompakter Wärmetauscher aus Edelstahl AISI 316L gedruckt im Senai Innovation Institute for Manufacturing Systems and Laser Processing (Joinville-SC) in einem Projekt mit UFSC und Petrobras. Bildquelle: Zeiss

Weitere Informationen: https://www.zeiss.de/, https://sc.senai.br/pt-br/institutos-senai-de-inovacao, https://petrobras.com.br/pt/

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