Processes & Technologies W3D-TECH-25 ISO/ASTM 52900 Validiert

Tandem Wire WAAM: Up to 12 kg/h Deposition Rate for Large Parts

Tandem wire arc additive manufacturing: dual-wire feeding, deposition rates up to 12 kg/h, thermal management, and microstructure control in structural steel.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 9 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Key Engineering Takeaways Normative Status: Validated

Tandem Wire WAAM deploys two synchronized welding wires into a single torch, achieving deposition rates up to 12 kg/h for heavy-duty structural components.

  • Aufbauraten von 8 bis 12 kg/h reduzieren Fertigungszeiten bei Meterbauteilen von Wochen auf Tage.
  • Synchronisierte Impulslichtbögen minimieren Schmelzbadunruhe und Schweißspritzer.
  • Erlaubt das gleichzeitige Verarbeiten zweier unterschiedlicher Drähte für in-situ Legierungsbildung.
Aufbaurate
8 - 12 kg/h
Drahtdurchmesser
2x 1.0 - 1.2 mm
Schichtbreite
8 - 20 mm
Zielbranche
Schiffbau, Kranbau, Bau

Technical Specifications & Comparison Matrix

ISO/ASTM 52900
Kriterium Tandem-Draht WAAM Single-Draht CMT-WAAM Laser-DED (Pulver)
Aufbaurate Stahl 8.000 - 12.000 g/h 2.500 - 5.000 g/h 1.000 - 3.000 g/h
Wandstärke pro Lage 8 - 25 mm 3 - 8 mm 1 - 4 mm
Thermischer Verzug Hoch (Zwischenlagentemperatur kritisch) Moderat bis gering Sehr gering
Drahtzuführung Zwei unabhängige Drahtvorschübe Ein Drahtvorschub Pulverförderer
Investitionsaufwand 150.000 - 280.000 € 80.000 - 160.000 € 350.000 - 800.000 €
01

Arc Synchronization: Master-Slave Pulsing

Brennen zwei Lichtbögen in unmittelbarer Nähe zueinander, können elektromagnetische Felder die Bögen gegenseitig ablenken (Blaswirkung), was zu Instabilitäten führt. Moderne Tandem-Stromquellen synchronisieren die Stromimpulse: Der Impuls des Master-Drahts erfolgt zeitversetzt zum Slave-Draht. Dadurch brennt stets nur ein Lichtbogen auf Spitzenstrom, was das Schmelzbad extrem ruhig hält.

02

Interpass Temperature and Grain Growth Control

Bei 10 kg/h Schweißgut sammelt sich enorme thermische Energie im Bauteil. Wird die nächste Lage zu schnell aufgetragen, überhitzt das Bauteil, das Schmelzbad fließt unkontrolliert ab und es entsteht unerwünschtes Grobkorn. Pyrometer-gesteuerte Pausenzeiten oder aktive Druckluft- und CO2-Kühlsysteme halten die Zwischenlagentemperatur exakt im Zielfenster (z. B. 150 - 220 °C).

03

Bi-Metallic Deposition with Mixed Wires

Da beide Drähte separat angesteuert werden, können zwei unterschiedliche Legierungen zugeführt werden – beispielsweise ein hochfester Baustahldraht und ein korrosionsbeständiger Edelstahldraht. Dies erlaubt maßgeschneiderte Legierungszusammensetzungen direkt im Lichtbogen.

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Frequently Asked Questions (FAQ)

Welche Schutzgase werden beim Tandem-WAAM genutzt?
Standard sind Argon-Mischgase mit 8 bis 18 % CO2 für Stähle (DIN EN ISO 14175 M21) oder reines Argon für Aluminium- und Nickelwerkstoffe.
Wie viel Aufmaß muss für die Fräsbearbeitung eingeplant werden?
Aufgrund der breiten Raupen und der welligen Oberfläche wird typischerweise ein Zerspanungsaufmaß von 3 bis 6 mm pro Seite vorgesehen.
Können Aluminiumlegierungen im Tandem-Verfahren gedruckt werden?
Ja, speziell Al-Mg- und Al-Si-Drähte werden verarbeitet. Wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminium muss das Bauteil jedoch intensiv gekühlt werden.

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