Eignung von additiven Fertigungsverfahren für die Herstellung dynamischer Dichtungen

Abstract

Stangendichtungen in Hydraulikanwendungen sind Maschinenelemente, die in sehr großer Menge produziert und genutzt werden. Ihre Aufgabe besteht im Wesentlichen darin, das Hydraulikfluid am Austritt zu hindern und somit den Betriebsdruck zu halten. Aufgrund der dynamischen Belastungen, denen diese Art von Dichtungen ausgesetzt ist, bestehen hohe Anforderungen bezüglich der Verschleißfestigkeit. Bei der Vielzahl an Bauformen und -größen sowie Herstellern kann es im Falle eines Schadens schwierig sein, zeitnah ein Ersatzteil zu beschaffen. Die Lieferzeiten können im Bereich von Wochen oder gar Monaten liegen. In dem Zusammenhang stellte sich die Frage, ob mit Methoden der additiven Fertigung, die in weiten Bereichen der Technik in den letzten Jahren Einzug gehalten haben, in kurzer Zeit und auch dezentral funktionsfähige, dynamische Dichtungen hergestellt werden können. Da zu dem Themengebiet keine Forschungsergebnisse vorlagen, wurde diese Möglichkeit im Rahmen der vorliegenden Arbeit untersucht. Diese zentrale Frage konnte positiv beantwortet werden. Auf dem hier dokumentierten Weg hin zur Beantwortung der Frage galt es zu klären, welche Verfahren geeignet sind und worin Unterschiede zwischen konventionell und additiv gefertigten Bauteilen bestehen. Hierzu wurden auch eine Reihe von Funktionstests mit Testteilen aus verschiedenen Materialien durchgeführt und dokumentiert. Darüber hinaus wird aufgezeigt, dass die zudem gestellte Frage, ob neben dem ökonomischen Nutzen, der sich aus einer potentiellen Vermeidung von Stillstandszeiten einer Maschine oder Anlage ergibt, auch ein ökologischer Nutzen stehen könnte, verneint werden muss. Abschließend werden, basierend auf dem positiven Ergebnis der Untersuchungen, Empfehlungen gegeben, wie diese Arbeit sinnvoll ergänzt und fortgeführt werden kann.