Mehrere deutsche Fertigungsunternehmen arbeiteten im Rahmen der #ULBS-Studie mit verschiedenen 3D-Druckmethoden an dem Prototypen eines Leichtbausitzes. Dabei zeigte sich, dass das hybride xFK in 3D-Verfahren eine effiziente Fertigung verspricht. Nach sieben Monaten entstand ein Ultraleichtbausitz, der mit zehn Kilo 20% leichter ist, als vergleichbare Sitze auf dem Markt.

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ULBS LogoDer Ultra Leichtbausitz (#ULBS) wurde entwickelt, um an Hersteller von Hypercars und Lufttaxis vermarktet zu werden. Ein leichtes Gewicht ist für solche Fluggeräte von besonders hoher Bedeutung. Dass ein leichtes Gewicht in der Automobilindustrie allgemein eine große Rolle spielt, zeigt auch die Patentanmeldung von Ford, die wir im letzten Jahr vorgestellt haben. Ford ließ ein Leichtbau-3D-Druckverfahren patentieren. Mehrere deutsche Fertigungsunternehmen arbeiteten in einer Studie an dem Prototypen, bei dem verschieden 3D-Druckverfahren, sowie das Wickeln von Filamenten, zum Einsatz kamen.

Ergebnis der #ULBS-Studie

Details zu ULBS
Sieben Unternehmen haben sieben Monate am letztendlich 10 Kilogramm schweren Prototypen gearbeitet (Bild © csi Verwaltungs GmbH).

Die Studie sollte außerdem zeigen, wie schnell ein ultraleichter Fahrzeugsitzsitz mit 3D-Druck hergestellt werden kann. Sieben Unternehmen haben sieben Monate am letztendlich 10 Kilogramm schweren Prototypen gearbeitet. Er war nochmals 20% leichter als vergleichbare, ebenfalls bereits sehr leichte, Sitze. Laut ULBS-Projektleiter Stefan Hermann wiegt kein Sitz auf dem Markt weniger als 12 Kilogramm. Der Sitzkomfort ist außerdem deutlich höher, denn bestehende Sitze sind häufig Schalensitze, die zwar leichter, aber bei Weitem nicht so bequem sind. Traditionelle Supersport-Sitze haben wiederum ein höheres Gewicht.

Technische Details zum Sitz

Der #ULBS-Ultraleichtbausitz aus dem 3D-Drucker
#ULBS: 3D-gedruckter Fahrzeugsitz in Ultraliechtbauweise (Bild csi Verwaltungs GmbH; ultraleichtbausitz.de).

Für den Sitz wurde eine Faserroving-Skelettstruktur entwickelt, die für das geringere Gewicht verantwortlich ist. Sie basiert auf einer „xFK in 3D“-Prozesstechnologie, einem Filamentwickelverfahren. Dabei wird Harz mit imprägnierten Endlosfasern um Stifte gewickelt in einem durch generative Simulationen berechneten Weg. Mit Aluminium 3D-Druck wird die Stiftstruktur für das Wickeln hergestellt. Diese Art der additiven Fertigung verschwendet nur 1% der Fasern im Prozess. Dabei steht ein besonders leichtes Objekt, das an den notwendigen Stellen stark ist.

Herstellungsprozesse

Die Positioniervorrichtungen wurden in Aluminium 3D-gedruckt. Der Sitzrahmen wurde mit dem „xFK in 3D“-Prozess 3D-fasergewickelt. Das untere Sitzkissen wurde mit 3D-gedrucktem PUR-Schaumbezug beschichtet. Der Rückenpolster wurde in TPU additiv hergestellt, die Verkleidungsteile wiederum in Kunststoff. Die Beschläge der Rückenlehnen wurde in Edelstahl mit dem 3D-Drucker gedruckt. Es wurde insgesamt sehr viel additiv gearbeitet und es hat sich gelohnt, heißt es auf der Website zum Projekt.

Würden bei UAM-POD (Urban Air Mobility) alle Sitze gegen den #ULBS-Prototyp ausgetauscht, dann wird das Gewicht so weit reduziert, dass mehr Sicherheitsmerkmale wie zum Beispiel Fallschirme hinzugefügt werden können. Hybrides xFK in 3D ist eine effiziente Fertigungsmethode, die in Zukunft sicher öfter zum Einsatz kommen wird.

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