Automobilbranche: Partnerprojekt 3i-PRINT zeigt am Beispiel eines VW Caddys Möglichkeiten des industriellen 3D-Drucks auf

Im Rahmen des Partnerprojektes 3i-PRINT realisierten namhafte Unternehmen wie beispielsweise Altair, APWORKS, EOS, csi entwicklungstechnik, GERG und Heraeus die Fertigung eines VW Caddy Vorderwagens mit einem 3D-Drucker.

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Der Youngtimer VW Caddy erhielt einen Vorderwagen aus dem 3D-Drucker und wurde im Rahmen des Partnerprojekts 3i-PRINT realisiert. In dem Partnerprojekt arbeiten die Unternehmen Altair, AIRBUS APWORKS GmbH, csi entwicklungstechnik GmbH, EOS GmbH, Modell- und Formenbau Blasius Gerg und HERAEUS zusammen, um zu zeigen welche Möglichkeiten der industrielle 3D-Druck anhand der gedruckten funktionsintegrierten Vorderwagenstruktur eines alten VW Caddy zu bieten hat.

VW Caddy mit Vorderwagenstruktur
Youngtimer VW Caddy mit eingebauter 3D-gedruckter Vorderwandstruktur. (Bild: © 3iprint.de)

Die Struktur beeindruckt mit einem leichten Gewicht, Stabilität und einem hohen Level an Funktionsintegration. Das gemeinsame Entwicklungsprojekt 3i-PRINT deckte dabei alle Schritte der Prozesskette ab. Die einzelnen Schritte bestehen in dem Design, der Auslegung, Berechnung und Konstruktion, dem Bau und Nachbearbeitung der Baugruppe. Die Ideen-Umsetzung bis zum fertig umgebauten Fahrzeug dauerte neun Monate. Der 3D-Druck gewinnt in der Industrie verstärkt an Bedeutung und auch in der Autobranche wird die additive Fertigung immer stärker zum Einsatz kommen.

Die Möglichkeit der Funktionsintegration per 3D-Druck, bei der möglichst wenig Bauteile verwendet werden, ist für die Autoindustrie aus wirtschaftlicher Sicht besonders interessant. Das Caddy-Konzept des i3-PRINT Projekts zeigt, was technologisch in Zukunft möglich ist. Das Wärmemanagement sowie die Bauraum- und Gewichtsminimierung spielten eine wichtige Rolle bezüglich der Konstruktion des Vorderbaus. Die strukturellen Anforderungen der Punkte Komfort, Leistung und Fahrzeugsicherheit mussten ebenfalls erfüllt werden.

3D-gedruckte Vorderwagenstruktur
Funktionsintegrierte 3D-gedruckte VW Caddy Vorderwagenstruktur. (Bild: © 3iprint.de)

Der gedruckte Vorderwagen wurde mit lasttragenden Strukturen ausgestattet, um per geleiteten Luftstrom für eine aktive und passive Kühlung von Batterien und Bremsen zu sorgen. Funktionen aus dem Wärmemanagement, der passiven Sicherheit, der Flüssigkeitsspeicherung und andere Funktionen sind in das organische, lastgetriebene Design des Frontmoduls integriert worden. Zum Beispiel befindet sich der Wischwasserbehälter direkt in der Vorderwagenstruktur.

Die Experten der Firma csi entwicklungstechnik GmbH zeichneten für Design, Berechnung und Konstruktion der Vorderwagenstruktur verantwortlich. Der Rahmenbau aus den additiv gefertigten Einzelteilen wurde von dem Unternehmen Modell- und Formenbau Blasius Gerg übernommen. Die Auslegung, Berechnung, Simulation und Konstruktion erfolgte mit der Software-Lösung von Altair.

3D-gedruckte Bauteile
Die für den Vorderwagen benötigten 3D-gedruckten Bauteile wurden von AIRBUS APWORKS gefertigt. (Bild: © 3iprint.de)

Die Firma AIRBUS APWORKS GmbH übernahm nach erfolgreicher Konstruktion und Simulation die finale Auslegung der Bauteile auf den 3D-Druck. Von ihr wurde das Fachwissen zur Druckvorbereitung und der anschließende 3D-Druck der Bauteile beigesteuert. Bei der Umsetzung verwendete die Airbus-Tochter einen 3D-Drucker von EOS und druckte die Einzelteile mit dem Metallpulver Scalmolly, welches von der Firma Heraeus geliefert wurde und eine Aluminium-Legierung ist. Der EOS M 400 3D-Drucker kam zum Einsatz und fertigte die erforderlichen Bauteile für die Vorderwagenstruktur des VW Caddy.

EOS M 400
Für den 3D-Druck der Vorderwagenteile nutzte APWORKS einen EOS M 400 3D-Drucker. (Bild © APWORKS).

Die Möglichkeiten der Funktionsintegration konnten durch 3D-Druck und der Verwendung eines innovativen Werkstoffs demonstriert werden, die mit traditionellen Fertigungsverfahren nicht realisierbar sind. Von csi entwicklungstechnik ins Leben gerufen, dient i3-PRINT als eine Engineering-Plattform für Forschung und Entwicklung. Auf der Plattform können innovative Prototypenkonzepte vorgestellt werden. Das Konzept arbeitet mit neuen Entwicklungswerkzeugen- und Methoden, wozu auch der industrielle 3D-Druck zählt. Das Projektziel ist es zu zeigen, welches Potenzial moderne Fertigungsverfahren haben und wie sie vollständig ausgeschöpft werden können. Als offene Plattform für Zusammenarbeit konzipiert, sollen sich Ideen schnell umsetzen lassen.

Auf der Converge 2017 in Essen und der formnext 2017 in Frankfurt am Main wird der VW Caddy mit der gedruckten Vorderwagenstruktur zu sehen sein.

Das Unternehmen Arden Automobilbau GmbH des Ex-Rennfahrers Jochen Arden setzt bei seinen aerodynamischen Bauteilen auf den 3D-Drucker und arbeitet dafür mit Hochschulen zusammen. Der französische Autohersteller DS Automobiles verwendet für die Modelle seiner neuen DS3 Dark Site Edition den Titan 3D-Druck und die „3D-Skin“-Technologie. Im Juni 2017 erhielt die israelische Polizei das weltweit erste Einsatzfahrzeug aus dem 3D-Drucker, welches zu Ehren Roger Moores auf den Namen 007 getauft wurde.

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