Das Studententeam von E-Moto AGH der Wissenschaftlich-Technischen Universität, kurz AGH, hat in einem langfristig angelegtem Projekt ein Elektromotorrad mit zahlreichen Teilen aus einem 3D-Drucker hergestellt. In dem Projekt, bei dem der Lisa Pro 3D-Drucker von Sinterit zum Einsatz kam, wurden nicht nur die Vorteile alternative Antriebe und Energiequellen deutlich, sonder auch wie Automobilhersteller und andere Industrieunternehmen vom SLS-3D-Druck profitieren können. Wir stellen das Projekt ausführlich vor.
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E-moto AGH ist ein Team von Studenten der AGH Wissenschaftlich-Technischen Universität, die das erste elektrische Geländemotorrad an der Universität gebaut haben. Sie zeigen nicht nur die Vorteile alternativer Energiequellen, sondern testen auch die neuesten Lösungen wie den SLS 3D Benchtop-Drucker Lisa Pro vom bekannten Hersteller Sinterit. Der größte Teil ihrer Konstruktionsarbeiten findet im Labor der Universität statt. Der Keller des B2-Gebäudes in der Mitte des AGH-Campus ist mit Industriemaschinen gefüllt.
„Die Werkstatthalle ist der Ort, an dem wir die meiste Zeit verbringen.“ – sagt Dawid Sieńko, Teamleiter. „In diesem Projekt bauen wir elektrische Motorräder. Bis jetzt haben wir zwei davon gebaut: acht und dreißig Kilowatt“ fügt Sieńko hinzu.
Die Hauptidee des Projekts ist die Förderung der Elektromobilität. Das E-moto Team baut seine Motorräder von Anfang bis Ende selbst. Viele Teile werden manuell hergestellt, zum Beispiel unter Verwendung einer mit Kohlefaser ausgekleideten Form, die in einen Vakuumbeutel gegeben wird. Andere werden mit einem Spezialwerkzeug bearbeitet. Einige mussten jedoch 3D-gedruckt werden. Das Team verwendet mehrere Drucker, hauptsächlich vom Typ FDM. Es gab jedoch eine spezielle Aufgabe, die einen SLS 3D-Drucker erforderte.
„Wir mussten das Kühlergehäuse drucken, und die SLS-Technologie war die beste Wahl, da die Ausdrucke langlebiger sind. Wir können auch erwarten, dass einige Parameter im Vergleich zur FDM-Technologie vorhersehbarer sind – sagt Jakub Sobański. – Wenn wir die Haltbarkeit berücksichtigen, gibt es keinen Festigkeitsgradienten. Wichtig ist auch die breite Palette an Pulvern.“ fügt er hinzu.
E-moto verwendete Sinterit Lisa Pro für dieses Projekt. Einer der Vorteile der SLS-Technologie besteht darin, dass man sehr komplizierte Designs drucken kann. In diesem Fall basierte das Gehäuse auf einer Wabenstruktur. Luftleitbleche sollten verhindern, dass der Kühler durch Kies im Schlamm verstopft oder zerstört wird.
Der Ausdruck war so gut und elastisch, dass das Teil, obwohl das Motorrad ein paar Mal hingefallen ist, nicht beschädigt wurde – schließt Jakub Sobański ab.
Ist der SLS-3D Druck leicht verfügbar?
Es gibt zwei Arten von SLS-3D-Druckern auf dem Markt: SLS-Industriedrucker und SLS-Benchtop-Drucker. Der Hauptunterschied ist das Druckvolumen, die Automatisierung des Prozesses und die Materialauswahl. Die Benchtop-Modelle eignen sich ideal für akademische Forschung, Rapid Prototyping und sogar für kleine Serienproduktion. Das wahre Potenzial von SLS liegt in den neuen Materialien mit passgenauen Eigenschaften (Leitfähigkeit, Wärmebeständigkeit, wasserabweisend, was auch immer!). Vor allem aber sind SLS-3D-Benchtop-Drucker um ein Vielfaches günstiger.
Ausgestattet mit SLS-3D-Druckern wie Sinterit Lisa Pro konnten Studenten der AGH nicht nur Funktionsteile drucken, die für die Smart Moto Challenge in Barcelona benötigt wurden, sondern sie lernten auch, wie sie die fortschrittliche 3D-Drucktechnologie wie das selektive Lasersintern (SLS) optimal nutzen können.
„Die Auswahl des Druckers hängt auch von der Materialauswahl ab. Bei der Auswahl von Sinterit Lisa Pro haben wir die maximale Kühlmitteltemperatur berücksichtigt, die 60 Grad Celsius beträgt. PA12-Pulver, das das Basismaterial für SLS-3D-Drucker ist, schien für unsere Anforderungen am besten geeignet zu sein.“ fügt Jakub Sobański hinzu.
Der Einsatz eines SLS 3D-Druckers in F&E-Abteilungen bringt einen großen Mehrwert. Dies liegt daran, dass die SLS-Technologie weit über das Prototyping oder sogar das funktionale Prototyping hinausgeht. Die Qualität und Haltbarkeit der Ausdrucke macht sie unter bestimmten Umständen auch als endgültige Teile geeignet.
Smart Moto Challenge in Barcelona
Das E-moto Team verwendete 3D-gedruckte Kühlergehäuse als endgültiges Teil seines Motorrads und nahm es zur Smart Moto Challenge in Barcelona mit.
Der Wettbewerb, welcher zum achten Mal in Folge jährlich veranstaltet wird, bringt Mannschaften aus zahlreichen Ländern zusammen, um in verschiedenen Kategorien gegeneinander anzutreten. Jedes Team spielt die Rolle eines Motorradherstellers, der sein Motorrad innerhalb von drei Jahren auf den Markt bringen soll. Die Kommission überprüft jedes Projekt in statischen und dynamischen Kategorien. Statische Kategorien beginnen bei der Vervollständigung der gesamten Dokumentation und der Vorbereitung eines Geschäftsplans. Wenn dies erledigt ist, beginnt das Motorrad individuelle Tests zu durchlaufen, z. B. die Prüfung des Gewichts, der Lichter und der Bremsen. Dann beginnen die dynamischen Kategorien. Das Motorrad muss mehrere Sonderprüfungen absolvieren, bei denen Beschleunigung, Zeitrunde oder Dauerfahrt getestet werden.
Beide vom e-Moto Team gebauten Motorräder bestanden alle Prüfungen. Jetzt arbeiten die Studenten an der neuen Version für die nächste Ausgabe des Wettbewerbs.
Die hohe Bedeutung des SLS-3D-Drucks für die Industrie
Prototyping für die Automobilindustrie erfordert eine präzise, und wiederholbare Technologie, welche langlebige Bauteile produziert. Aus diesem Grund ist das selektive Lasersintern (SLS) für viele F&E-Teams sowie für Hersteller die erste Wahl. Es ist zuverlässig und jetzt auch für kleine und mittelständische Unternehmen, Universitäten und Schulen zugänglich.
Vor allem technische Hochschulen spielen eine sehr wichtige Rolle als Kreativitätszentren und Ausbildungsstätten für zukünftige Ingenieure und Erfinder. In Werkstätten, die mit den besten Werkzeugen und Maschinen ihrer Klasse ausgestattet sind, können die Studenten High-Tech-Technologien erlernen und entdecken.
