Additiv gefertigt für die Tiefsee: Framework Robotics setzt auf LuxYours

Die Robotersysteme von Framework sind für die rauen Bedingungen auf See konzipiert und ausgelegt. Dementsprechend hoch sind die Anforderungen an die Bauteilqualität.

Framework Robotics wurde vor fünf Jahren von Ingenieuren gegründet, die eine Vision hatten: Unterwasserrobotik neu denken. Statt tonnenschwerer Stahlkonstruktionen setzen sie auf modulare Systeme – handlich, flexibel und im Vergleich bis zu zwei Drittel leichter. „Wir bauen Systeme mit über zwei Metern Länge, die trotzdem mobil bleiben“, sagt Mitgründer Robert Balduhn. „Unsere Struktur besteht zu 95 Prozent aus additiv gefertigten Komponenten aus PA12.“

Die Leichtbauweise bringt nicht nur Handlingvorteile: Da das Material annähernd dieselbe Dichte wie Wasser hat, entstehen im Betrieb keine zusätzlichen Auftriebskräfte – die Roboter lassen sich neutral tariert bewegen. Auch Stoßbelastungen oder Salzwassereinwirkung stellen kein Problem dar. „Unsere Geräte sind komplett offen aufgebaut, das Meerwasser durchströmt jede Ritze“, beschreibt Balduhn. „Das ist eine Herausforderung für jedes Material – und ein Härtetest für jede Oberfläche.“

Der modulare Aufbau ermöglicht es die Systeme bedarfsgerecht zu konfigurieren und macht anfallende Reparaturen einfach.

Robert Balduhn
Mitgründer und technischer Direktor, Framework Robotics GmbH

„Für uns ist LuxYours der perfekte Partner fürs Glätten unserer Teile. Neben einer perfekten Optik liefert das LuxYours-Verfahren auch verbesserte Bauteileigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegen die rauen Umwelteinflüsse, denen unsere Komponenten ausgesetzt sind.“

Glätten als Schlüsseltechnologie

Hier kommt LuxYours ins Spiel. Seit der ersten Druckcharge arbeitet Framework Robotics mit dem Oberflächenveredler aus Bayern zusammen. LuxYours war eines der ersten Unternehmen in Deutschland, die das chemische Glätten für MJF-Teile industriell anboten. „Framework war vom Start weg ein spannender Kunde“, erzählt Harry Dirrigl, der bei LuxYours für Strategie, Marketing und Vertrieb verantwortlich ist. „Sie schicken uns palettenweise Bauteile – Systemkomponenten, Gehäuse, Verbindungselemente. Da kommen pro Auftrag schnell über 100 Kilo Bauteilvolumen zusammen.“

LuxYours bietet sowohl Kaufmaschinen für das Chemische Glätten an als auch Glätten als Dienstleistung. Für Framework wäre eine eigene Anlage aktuell zu aufwendig. „Wir produzieren oft schubweise. Drei- bis viermal im Jahr sind dann Teile zu glätten, dann allerdings gleich in größeren Batches. Da lohnt sich die Investition in eine Glättungsmaschine und das Personal noch nicht“, sagt Balduhn. „Dafür schätzen wir die Erfahrung bei LuxYours – die wissen genau, wie sie mit MJF-Bauteilen umgehen müssen.“

Die Komponenten entstehen auf einer HP MJF 5200. Bis zu 140 kg Teilegewicht fertigt Framework pro Monat.

Harry Dirrigl
Head of Strategy, Marketing & Sales, LuxYours GmbH

„Die Anforderungen an die Oberflächenqualität bei den Teilen von Framework sind schon speziell. Salzwasser und enorme Drücke sind Bedingungen, die nicht oft vorkommen. Eine Herausforderung, der wir uns immer wieder gerne stellen. “

Reinigung als Qualitätsfaktor

Was einfach klingt, ist in der Praxis Präzisionsarbeit. „Der entscheidende Schritt vor dem Glätten ist die Reinigung“, erklärt Dirrigl. Nach dem Bauprozess haftet immer Restpulver an der Oberfläche – wird es nicht vollständig entfernt, zeigt das geglättete Teil später ungleichmäßige Stellen oder Flecken. „Wenn die Reinigung perfekt war, bekommen wir ein tiefschwarzes, homogenes Teil zurück“, so Balduhn. „Ist sie unvollständig, bleibt die Oberfläche grau meliert. Das sieht nicht nur unschön aus, es beeinflusst auch die Homogenität der Oberfläche.“ LuxYours achtet bei Framework-Teilen daher besonders auf den Vorzustand. Je nach Bauteilgröße – bis 50 Zentimeter Diagonale – kommen zusätzliche Waschschritte zum Einsatz. „Die Qualität des Endergebnisses hängt massiv davon ab, wie sauber der Startpunkt ist“, betont Dirrigl. „Wir arbeiten da eng mit Framework zusammen, um das optimale Ergebnis zu erzielen.“

Von Rahmenteilen bis zu Schrauben. Die Struktur der Framework-Systeme besteht zu 95 Prozent aus 3D-gedruckten Teilen.

Mehr als Kosmetik

Das Glätten bei LuxYours ist kein rein ästhetischer Prozess. Es verändert die Materialeigenschaften – und das zum Vorteil der Anwendung. Balduhn erklärt: „Wir verlieren minimal an Festigkeit, gewinnen aber deutlich an Zähigkeit. Das Material wird schlagfester, weniger spröde – genau das brauchen wir, wenn ein Gerät mal an der Schiffswand anschlägt.“ Framework Robotics testet regelmäßig mit der Universität Rostock. Die Ergebnisse zeigen: geglättete Teile weisen eine um rund 20 Prozent höhere Duktilität auf – sie verformen sich elastisch, statt zu brechen. „Das hat uns schon mehr als einmal ein System gerettet“, sagt Balduhn mit einem Schmunzeln.

Pulverrückstände auf einem rohen MJF-Teil (im Bild weiße Spuren in den Ecken) würden beim Glätten zu Schlieren an der Oberfläche führen. Deshalb ist eine gründliche Reinigung vor dem Glätten unabdingbar.

Modularität in Serie

Das modulare Design ist ein weiterer Schlüssel. Jedes System besteht aus mehreren Würfeln, die sich ohne Werkzeug miteinander verriegeln lassen. „Ein einfaches Dreh-Rast-Prinzip“, erklärt Balduhn. „So können wir Systeme schnell konfigurieren oder reparieren.“ Gedruckt wird fast alles: Gehäuse, Schrauben, Halterungen, Dichtungen, sogar Motoren. Nur Kabel, Magnete und vereinzelte Trägerteile stammen aus der konventionellen Fertigung. „Wir bearbeiten kaum nach. 3D-Druck bedeutet für uns: aus der Maschine raus, reinigen, glätten, fertig.“

Framework Robotics betreibt eine HP Jet Fusion 5200, eine der ersten Anlagen, die in Deutschland installiert wurden. Zwei Bauräume laufen im Wechselbetrieb, ergänzt durch eine AMT-Strahlanlage. Das Druckvolumen pro Monat liegt zwischen 50 und 140 kg, je nach Projektlage. Rund ein Drittel davon fertigt Framework inzwischen als Dienstleistung – allerdings nur für ausgewählte Partner. „Wir sind kein reiner Dienstleister“, betont Balduhn. „Wir drucken für Leute, die unsere Qualitätsphilosophie teilen.“

Vom Start-up zum Technologietreiber

Der Weg war nicht selbstverständlich. Als Framework 2020 seine erste HP-Anlage übernahm, war die Firma gerade gegründet – und LuxYours einer der ersten Partner, die das junge Team ernst nahmen. „Wir haben damals einfach angerufen und gefragt, ob sie für uns glätten können“, erinnert sich Balduhn. „Florian Pfefferkorn, der Firmengründer, hat sofort gesagt: Klar, probieren wir.‘ Das war der Start einer bis heute starken Zusammenarbeit.“

Heute gilt Framework Robotics als internationaler Innovationsführer für additiv gefertigte Unterwasserrobotik. HP selbst nutzt die Erfahrungen der Rostocker, um die Technologie in diesem Umfeld weiterzuentwickeln. „Es gibt weltweit kaum jemanden, der MJF so konsequent in der Serie für diesen speziellen Anwendungsfall für Teile nutzt, die mit Salzwasser in Berührung kommen“, sagt Dirrigl. „Das ist echte Pionierarbeit.“

Einsatz für saubere Meere

Die Anwendung könnte relevanter kaum sein. Ein Großteil der Framework-Systeme wird derzeit in der Ostsee eingesetzt – zur Detektion und Bergung von beispielsweise Altlasten aus dem Zweiten Weltkrieg. Tausende Tonnen Munition und Chemikalien rosten dort langsam vor sich hin. „Unsere Roboter helfen, diese Gefahr zu lokalisieren und zu beseitigen“, erklärt Balduhn. „Das ist ein Beitrag zu mehr Sicherheit und Umweltschutz.“

Dass die Geräte dabei zuverlässig funktionieren, ist auch das Ergebnis des additiven Prozesses. „Wir haben Systeme, die nach Stürmen angespült wurden und trotzdem aussahen wie neu“, sagt Balduhn, „Da zahlt sich jedes Detail aus – vom richtigen Abkühlprozess bis zur perfekten Glättung.“

Fazit

Was bei Framework Robotics entsteht, ist mehr als ein additiv gefertigter Roboter – es ist ein Paradebeispiel für die Symbiose von Konstruktion, Material und Nachbearbeitung. LuxYours sorgt dabei für den Feinschliff – technisch wie optisch. „Am Ende zählt das Gesamtbild“, fasst Dirrigl zusammen, „Wenn ein Teil gut aussieht, lässt es sich besser verkaufen. Wenn es zusätzlich glatter, dichter und langlebiger ist, überzeugt es auch technisch.“

Framework beweist, dass Additive Fertigung längst kein Experiment mehr ist – sondern ein Werkzeug, mit dem sich Hightech-Systeme wirtschaftlich und robust realisieren lassen. Selbst für die Tiefsee.

LuxYours auf der Formnext: Halle 11.1, Stand E39