Tauchleuchte aus dem 3D-Drucker Erleuchtung im Rausch der Tiefe

Dass sich der industrielle 3D-Druck auch für raue Einsatzgebiete eignet, zeigt ein Projekt von Canto, Thor Offshore Engineering und dem 3D-Drucker-Hersteller Eos, das die Entwicklung und Fertigung einer Tauchleuchte zum Ziel hatte.

Die Thor-Unterwasserleuchte „Thor Rev 2.0“ ist für technische und professionelle Taucher sowie Spezialeinsatzkräfte bei Einsatztiefen bis 200 Metern gedacht. Um diese Zielgruppe mit einem wertigen und zuverlässigen Produkt ausstatten zu können, waren einige Herausforderungen zu bewältigen. Dazu zählt zunächst eine besonders stabile Konstruktion. Darüber hinaus ist ein heller, variabler Lichtstrahl mit einem extrem kleinen Spot und einer sehr gleichmäßigen Korona von großer Bedeutung, außerdem sollte der Lampenkörper selbst frei von Reflektionen sein. Schließlich galt es, Gewicht und Baugröße so niedrig wie möglich zu halten.

»Wer sich als technischer Taucher in 100 bis 200 Metern Tiefe bewegt, hat nicht die Zeit, sich um seine Ausrüstung zu kümmern. Sie muss einfach nur funktionieren. Speziell Robustheit ist in solchen extremen Umgebungen wichtig«, erläutert Hagen Tschorn, einer der Geschäftsführer der Canto Ing. GmbH aus Lüdenscheid. »Die Konstruktion der Leuchte sollte entsprechend ausgelegt sein, um etwa tief gelegene Höhlensysteme oder Wracks erforschen zu können.« Damit war die grundsätzliche Herausforderung umrissen: die leichteste, kleinste und leistungsstärkste, kurzum die beste Tauchleuchte am Markt zu entwickeln.

Metall bietet grundsätzlich die erforderlichen Eigenschaften in Bezug auf Belastbarkeit, erkauft diese Vorteile jedoch mit einem hohen Gewicht. Kunststoffe sind wiederum nicht in gleichem Maße widerstandsfähig wie Metall – zunächst ein Dilemma. Eine weitere Herausforderung war das erforderliche Kühl- und Wechselsystem für den Brenner, in dem sich das LED-Leuchtmittel und die Elektronik befinden. Zwar bauen moderne LED-Systeme weniger Wärme auf, bei voller Last – wichtig für maximale Helligkeit in großer Tiefe – ist dennoch eine automatische Kühlung notwendig. Sollte ein Brenner ausfallen, muss auch unter Wasser ein Wechsel gewährleistet sein.

Anschluss aus 3D-Druck-Technik
 
Gemeinsam mit der fertigenden Thor Offshore Engineering hat Canto daher eine Leuchte entwickelt, die sich genau an diesen An- und Herausforderungen orientiert. Dreh- und Angelpunkt ist dabei ein schwarz eloxierter Aluminiumkörper. Um in diesem zentralen Bauteil die Leuchteinheit mit Brenner gleichermaßen flexibel und gut geschützt unterbringen zu können, haben beide Unternehmen ein besonderes Verbindungssystem entwickelt: Der Anschluss der Thor Rev 2.0 ist additiv gefertigt, um funktionsintegriert das innenliegende System mit Federn zum Einrasten in einem Stück produzieren zu können – so lässt sich ein einziges, stabiles Bauteil herstellen.

Trotz der hohen Materialanforderungen war erstmalig für einen solchen Zweck der Einsatz des wasserundurchlässigen und extrem strapazierfähigen Eos-Kunststoffs „PA 2200“ möglich. Die präzise Bauweise, die hohe Fertigungsgüte des verwendeten Laser-Sinter-Systems „Formiga P 110“ und das grundsätzlich robuste Design ließen die Wahl des leichten Materials zu. Die so gefundene Lösung lässt sich auch optisch perfekt in das Gehäuse einpassen. Neben dem Verschlussadapter haben beide Unternehmen zudem noch einen Schutz für den Glaskörper der LED additiv gefertigt. »Die Eos-Technologie ist für unsere Zwecke der perfekte Produktionsprozess, weil diese komplexen Bauteile nur auf diese Weise wirtschaftlich gefertigt werden können«, erläutert Tschorn einen weiteren Grund für die Wahl des Verfahrens.