3D-Druck für die Automobilindustrie

Geht es um die Implementierung neuer Technologien, so nimmt die Automobilindustrie stets eine Vorreiterrolle ein. Sei es die Fließbandarbeit, der Einsatz von Industrierobotern oder der 3D-Druck von Autoteilen. Während die ersten zwei vor allem auf Faktoren wie Präzision und Effizienz bei der Montage von Autos einzahlen, trägt die additive Fertigung insbesondere zu einer gesteigerten Flexibilität, Agilität und Ressourceneffizienz moderner Produktionslinien bei.

Zwar gibt es noch kein ganzes Auto aus dem 3D-Drucker, doch schon heute werden viele Autoteile additiv gefertigt. Denn gemeinsam mit Kundenbedürfnissen und strengeren Umweltregulierungen im Hinblick auf Nachhaltigkeit, alternative Antriebsstränge und Individualisierung wachsen auch die Anforderungen an die Automobilindustrie, diesen gerecht zu werden.

Einerseits bedarf es somit einer Technologie, mit der sich Prototypen schnell fertigen und Produktentwicklungszyklen verkürzen lassen. Andererseits müssen komplexe Bauteile in Serienlosgrößen wirtschaftlich hergestellt werden. Der 3D-Druck für Autos ist die Lösung.

Inhaltsverzeichnis

Vorteile des 3D-Drucks für die Automobilindustrie – Zeit, Kosten, Gewicht. Autoteile aus dem 3D-Drucker ebnen den Weg zur Mobilität von morgen
3D-Druck für den Motor und den Antriebsstrang
3D-Druck für die Karosserie und Strukturbauteile
3D-Druck für den Auto-Innenraum

Vorteile des 3D-Drucks für die Automobilindustrie - Zeit, Kosten, Gewicht. Autoteile aus dem 3D-Drucker ebnen den Weg zur Mobilität von morgen.

Zeit

Durch den Wegfall des Werkzeug- bzw. Formenbaus verkürzen additive Produktionsverfahren die Herstellungszeiten von Bauteilen um bis zu 75 %. Sowohl bei der Produktentwicklung im Modell- und Prototypenbau als auch in der Produktion von kleinen und mittleren Serien oder bei der Herstellung von komplexen oder variantenreichen Bauteilen.

Kosten

Komplexe Geometrien, Strukturen und Oberflächen und exakt passende Bauteile. Wo immer konventionelle Verfahren durch kostenintensiven Formenbau an ihre wirtschaftlichen Grenzen stoßen, bieten additive 3D-Produktionsverfahren essenzielle wirtschaftliche Vorteile. Sowohl bei Einzelteilen als auch bei Serienbauteilen.

Gewicht

Der 3D-Druck im Autobau ermöglicht geometrische Freiheit. So lassen sich selbst komplexeste Leichtbaudesigns und topologisch optimierte oder generativ designte Bauteile problemlos umsetzen. Fahrzeuge werden leichter, der Verbrauch geringer und die Konstruktionsmöglichkeiten vielfältiger.

Dank dieses Drucksystems sowie der kompletten Nachbearbeitung „inhouse“ bis hin zur Qualitätssicherung, konnten wir bei der Herstellung komplexer und qualitativ hochwertiger Sandgussformen eine Zeitersparnis von bis zu 60 % erreichen.

Jochen Hülsmann, GeschäftsführerLütgemeier GmbH

voxeljet 3D-Druck unterstütztInnovative Fahrzeugtechnik

3D-Druck für den Motor und den Antriebsstrang

Besonders bei der additiven Fertigung von Motorenteilen kommen die Vorteile des 3D-Drucks zur Geltung. Dank des schichtbasierten Produktionsverfahrens sind Ingenieure nicht mehr an die Grenzen der konventionellen Fertigung gebunden.

„Design for Manufacturing“, sprich die Konstruktion eines Bauteils auf Produzierbarkeit in hohen Stückzahlen, wird von „Design for Functionality“, der Optimierung auf Funktionalität, abgelöst. Dabei ist funktionales Design sowohl ein Prozess als auch ein Ergebnis – das Ziel besteht darin, ein Bauteil perfekt an seine Anforderungen und Aufgaben anzupassen. Durch den 3D-Druck lassen sich ein Motor und seine Vielzahl an Komponenten zum Beispiel so optimieren, dass der Verbrauch gesenkt, Leistung und Wirkungsgrad gesteigert, Materialien eingespart und das Gewicht des Fahrzeuges reduziert werden.

Zum Use Case

Brabus G900 mit eingebautem Verdichtergehäuse von voxeljet

Motoroptimierung mittels 3D-Druck

Additive Fertigung von voxeljet ermöglicht dem Fahrzeugtechniker Lütgemeier komplexe Gussformen für den Metallguss.

Zum Use Case

Hochpräzises, 3D gedrucktes Elektromotorgehäuse von voxeljet

Elektromotorgehäuse aus dem 3D-Drucker

Elektromotorengehäuse aus dem industriellen 3D-Drucker ermöglicht Gießereien die Produktion von Motorenkomponenten von Elektroautos.

Zum Use Case

3D-Druck für die Karosserie und Strukturbauteile

Während sich viele Technologien und Anwender auf Motorenkomponenten konzentrieren, finden Verkleidungs- oder Strukturelemente meistens noch wenig Beachtung. Doch auch außerhalb des Motorenraumes bietet der 3D-Druck Anwendungsmöglichkeiten. Hier öffnet besonders die auf großformatige Anwendungen ausgerichtete Binder Jetting Technologie von voxeljet neue Türen.

Mittels 3D-Sanddruck im Großformat lassen sich ganze Formen und Kerne für Karosserieelemente oder Strukturbauteile additiv fertigen und anschließend gießen. Ob Unterböden, Gehängeträger oder Stoßfänger, die Möglichkeiten des 3D-Drucks von Autoteilen sind gleichermaßen vielfältig wie anspruchsvoll. Auch hier sind Leichtbau und Funktionsoptimierung die entscheidenden Faktoren, die den Weg zu einer neuen Generation an Autos ebnen werden.

3D-Druck für den Auto-Innenraum

Sand und Metall sind in Innenräumen von Autos eher selten zu finden oder mit dem bloßen Auge nicht erkennbar. Für die Herstellung von Verkleidungselementen wie Armaturenbrettern oder Bedienelementen kommen vielmehr Kunststoffe zum Einsatz. Auch diese lassen sich additiv verarbeiten, zum Beispiel mit dem High Speed Sintering Verfahren. Hier bietet der 3D-Druck der Automobilindustrie in Form einer individualisierbaren Produktion nicht nur ökonomische, sondern auch imageorientierte Vorteile.

Elemente der Bedienergonomie (Lenkräder, Knäufe, Schalter oder Knöpfe) oder auch der Sitzergonomie können individuell an Wünsche oder Bedürfnisse des Kunden angepasst, 3D-gedruckt und verbaut werden. Durch die fortwährende Weiterentwicklung der Technologie bewegt sich die additive Fertigung auch für solche Anwendungszwecke von einer vorranging im Prototypenbau eingesetzten Technologie hin zu einem wirtschaftlichen Produktionsverfahren für variantenreiche Serienfertigung.