Der ICE auf dem Weg zum Leichtgewicht

Sechs Meter lang und zweieinhalb Meter hoch ist das Seitenwand-Segment eines ICE-Waggons. Notwendige Versteifungen zur Stabilisierung beeinflussen aber das Gewicht des Zuges. Eine neue 3D-Auftragsschweißtechnologie soll den Leichtbau optimieren.

Ein fahrender ICE-Zug

Zugunsten höheren technischen Komforts soll die nächste ICE-Generation gewichtsmäßig „abnehmen“.

Siemens-Bombardier

Holger Alder zeigt Bilder vom Rocky Mountaineer, einem der weltweit größten Luxuszüge. Riesige Panoramafenster gestatten freien Blick auf schneebedeckte Berggipfel, malerische Seen und gewaltige Flussläufe. Zudem wirbt die kanadische Bahn mit hohem Komfort und ausgezeichnetem Service an Bord. „Der Zug reist zum Beispiel mit eigener Küche und mit Fernsehern in der Rückenlehne des Vordersitzes. Um Gewicht zu sparen, werden die Waggons in Leichtbauweise hergestellt“, berichtet Holger Alder, Geschäftsführer der Photon AG in Berlin. Bei deren Gründung 1998 war das Unternehmen ein Pionier der Laserschweißtechnologie. Mit der neuartigen Verarbeitung von Blechen eroberte sich der Laserspezialist den Markt der Automobil- und Schienenfahrzeugherstellung. Der Slogan „Think Big“ ist Teil des unternehmerischen Erfolgs und wird am Produktionsstandort in Spandau anschaulich. In großen Hallen werden Großbauteile im Laserschweißverfahren gefertigt: Seitenwände, Stirnwände, Dachkonstruktionen ... – unter anderem für den besagten Rocky Mountaineer in Kanada oder für Hochgeschwindigkeitszüge der „All Aboard Florida“. Für einen weiteren großen Kunden ist es ein vergleichsweise kurzer Weg zum fachlichen Austausch: Der Schienenfahrzeughersteller Bombardier am Standort Hennigsdorf gibt für seine Eisenbahnwaggons einen Teil der Serienfertigung von XXL-Komponenten in Stahlleichtbauweise – allen voran für den ICE 4 – bei der Photon AG in Auftrag.

Fertigungshalle Photon AG

Die Photon AG in Berlin stellt XXL-Komponenten in Stahlleichtbauweise her, unter anderem für den ICE4.

Angelika Grossmann

Stabiler, sicherer, leichter

„Wir produzieren nicht nur Bauteile, wir sind auch ein Technologieunternehmen“, sagt Holger Alder und hebt die Entwicklung intelligenter Werkzeuge und moderner Fertigungsverfahren hervor. Die Photon AG war Bündnispartner in dem vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Strukturwandel-Pilotprojekt „LGS – Leichtbau-Gerätecontainer-System“. Der Container, in dem Batterien, Klimaanlagen, Transformatoren und Hydrauliksysteme von Straßen- und Schienenfahrzeugen untergebracht werden können, ist der weltweit erste in Leichtbauweise, hergestellt im 3D-Druck.

Um „stabile Leichtigkeit“ geht es auch in dem neuen Projekt, das zu Jahresbeginn 2020 bei der Photon AG an den Start ging: Das Verbundvorhaben „Innoadd“ gehört zum Konsortium „Additiv-Generative Fertigung – AGENT-3D“ und wird im Rahmen des Programms „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ vom BMBF gefördert. Mit weiteren vier Partnern (Fraunhofer IWS Dresden, Karl H. Arnold Maschinenfabrik GmbH Ravensburg, OSCAR PLT GmbH Klipphausen, LUNOVU GmbH Herzogenrath) entwickelt die Photon AG eine Multikopf-Laser-Draht-Auftragsschweißtechnologie. Soll heißen: Die bislang konventionell aufgeschweißten Versteifungsstrukturen sollen durch additiv hergestellte Leichtbaustrukturen ersetzt werden. Schon der robotergestützte Herstellungsprozess der Fahrzeuge wird sich wirtschaftlicher gestalten. Durch Gewichtsreduktion der Züge sinken am Ende auch deren Betriebskosten.

Made in Germany

Modellansicht einer ICE-Seitenwand

Demonstrator für die 3D-Auftragsschweißtechnologie wird das Seitenwand-Segment eines ICE-Waggons in Realbaugröße.

Bombardier

Uriel Tradowsky ist Koordinator des Innoadd-Projektes. Er hat die Bündnispartner an den Photon-Standort eingeladen. Denn: Demonstrator der neuen Fertigungstechnologie wird das sechs Mal zweieinhalb Meter große Seitenwand-Segment eines Eisenbahnwaggons in Realbaugröße sein. Sven Uschmann vertritt im Innoadd-Bündnis Bombardier als assoziierten Partner, der das Design für den Technologie-Demonstrator mit entwickelt. „Wir haben großes Interesse an weiterer Gewichtsreduktion der Waggonteile, um freie Kapazitäten für mehr Fahrkomfort zu gewinnen“, sagt Uschmann. Bei der Entwicklung einer neuen Generation von Bauteilen für die Eisenbahn bringt er die praxisorientierte Sichtweise des Kunden ein. Bombardier setze Qualitätsstandards, sagt Uschmann, und lege bei innovativen Produkten für die Bahn auch in Zukunft Wert auf die Marke „Made in Germany“. Damit entspreche das Unternehmen dem Anliegen von Innoadd, hochwertige Arbeitsplätze am Produktionsstandort Deutschland zu schaffen und zu sichern.