Unterstützung von 3D-Druck-Experten: Formula Student Germany gibt Gas mit Protolabs

Es ist ein einzigartiger Konstruktionswettbewerb junger Studenten, mit dem Ziel, in einer Saison ein renntaugliches Fahrzeug auf die Strecke zu bringen – die Formula Student Germany, kurz FSG. Angelehnt an das internationale Pendant Formula SAE (Society of Automotive Engineers) ist nicht einfach der Schnellste der Sieger. Für den Triumph zählen gleichermaßen sogenannte statische Disziplinen wie Entwurf, Kostenanalyse und die Präsentation des Projektes vor einer fiktiven Investorengruppe.

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Damit hat der Wettbewerb alles, was auch echte Projekte tagtäglich in der Wirtschaft auszeichnet: Das Streben nach Bestleistung für den gemeinsamen Erfolg mit voller Innovationskraft unter Zeit- und Kostendruck. Dieses realistische Arbeiten im attraktiven Motorsportambiente macht die Formula Student so interessant für Nachwuchskräfte. Hier kann sich jeder im spielerischen Wettbewerb beweisen und wertvolle Erfahrungen sammeln. Wer nun meint, dass die Teams zu erbitterten Gegnern mutieren, irrt sich gewaltig. Es herrscht eine absolut faire und sportliche Atmosphäre, in der es durchaus vorkommt, dass ein Team dem anderen aushilft.

Jedes Jahr neu

Formula Student Germany
Protolabs gibt zusammen mit den Studenten Gas bei der Formula Student Germany (Bild © Formula Student Germany).

Es können Rennautos mit Verbrennungsmotor, mit Elektroantrieb oder führerlose Fahrzeuge gemeldet werden. Allen Teams gemeinsam ist, dass jedes Jahr ein neues Modell für die jeweilige Klasse von Grund auf entwickelt werden muss. Der Zeitplan startet im Herbst mit der Rekrutierung und Zusammenstellung der Teams an den Hochschulen. Jeder im Team bekommt eine Zuständigkeit für eine Baugruppe und macht sich sofort an die Entwicklung und Konstruktion. Spätestens zum Jahresbeginn ist diese Phase abgeschlossen und es geht darum, die entwickelten Teile fertigen zu lassen. Im Mai finden die ersten Testfahrten statt, gefolgt vom „ZF Race Camp“ im Juni als Generalprobe in Friedrichshafen. Es ist die letzte Chance für Verbesserungen, vor dem Höhepunkt der Saison mit dem Entscheidungsrennen im August in Hockenheim.

Erweiterte Sponsorenlandschaft

Klassischerweise engagieren sich große Automobilhersteller und Zulieferer als Sponsoren der FSG. Mit dem Wandel der Industrie hin zur Digitalisierung und zunehmender Vernetzung gewinnen moderne Prototypen- und Kleinserienfertiger, wie Protolabs, an Bedeutung für die Teams. Schließlich erhalten die angehenden Ingenieure bei Protolabs vollwertige Teile innerhalb von Tagen, anstatt Wochen oder Monate zu warten. Das bedeutet einen wertvollen Zeitgewinn in der Entwicklung, der für Verbesserungen genutzt wird. Selbst in der knappen Periode zwischen erstem Feldversuch und dem entscheidenden Rennen verbleibt genügend Zeit für mehrere Innovations- und Testzyklen mit echten Teilen unter realen Bedingungen. Ein unschätzbarer Vorteil, deshalb wundert es auch nicht, dass im diesjährigen Wettbewerb gleich mehrere Teams die Dienste von Protolabs in Anspruch nehmen.

Scuderia Mensa HS RheinMain Racing e. V.

Tobias Duenchem studiert Maschinenbau an der Hochschule RheinMain in Wiesbaden. Aktuell macht er gerade seine Bachelor-Thesis bei Opel in Rüsselsheim. Seit seinem dritten Semester engagiert er sich bei der „Scuderia Mensa HS RheinMain Racing e. V.“. Weil er bereits eine Ausbildung als Flugzeugmechaniker abgeschlossen hat, wurde er sogleich mit dem Aeropaket beauftragt. Dies umfasst die Frontflügel, die Heckflügel und den Diffusor für den Anpressdruck.

„Die Zusammenarbeit mit Protolabs ist Gold wert!“ schwärmt Tobias Duenchem. „Ich dachte, ich hätte die Airbox schon auf einem super Entwicklungsstand. Dann habe ich das 3D-Modell auf die Angebotsplattform von Protolabs hochgeladen. Dort erhielt ich echtes konstruktives Feedback und wertvolle Tipps. Ich habe mich aus der breiten Palette von Protolabs für die additive Fertigung entschieden, weil ich hier mehr Möglichkeiten als im Spritzguss habe. Der Hammer war die Lieferung innerhalb von nur sieben Tagen und das mit unterschiedlichsten Materialien.“ Neben der Airbox, die im Übrigen innen galvanisiert wurde um die Resistenz gegen den Kraftstoff zu erhöhen, lies Tobias Duenchem noch zahlreiche weitere Teile fertigen wie das transparente Gehäuse der Drosselklappe und das des Dashboards sowie diverse Inlays zur Befestigung der Flügelprofile.

TUfast e. V.

Björn Rathsack vom Team „TUfast e. V.“ der TU München berichtet ähnlich begeistert. Er ist im ersten Semester zu seinem Master Studiengang Maschinenbau und verantwortlich für den sensiblen Bereich der Pedalerie. Sie bildet eine wichtige Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine und ist nicht unerheblichen Belastungen ausgesetzt. Dennoch gilt auch hier die Devise der Gewichtseinsparung: „Jedes Gramm und jeder Tag zählt, selbstverständlich niemals auf Kosten der Sicherheit. Beispielsweise konnte ich den Aluminium-Halter des BOTS (Brake-Over-Travel-Switch) durch vernickelten Kunststoff ersetzen. Protolabs bietet diese Art der Beschichtung von Sinterteilen als einziger Anbieter in derart kurzer Lieferzeit an. Oder z. B. auch der Umlenkhebel: Protolabs hat diesen aus Titan gesintert. Aluminium würde den hohen Kräften aus der Gasfeder nicht standhalten und Stahl ist dreimal schwerer. Da massives Titan schwierig zu bearbeiten ist, avancierte das Sintern zur ersten Wahl bei der Herstellung. Neben dem Metall- und Kunststoffsintern nutzen wir den Protolabs CNC-Express-Service zum Fräsen der Pedalplatten, der Grundplatte, diverser Schienen und Druckstangen aus Aluminium. Darüber hinaus haben wir noch Teile mit Stereolithografie bei Protolabs produzieren lassen. Die Zusammenarbeit und die Abstimmung ist fantastisch. Trotz der Komplexität und Individualität der Teile habe ich diese in wenigen Tagen vorliegen. Bisherige Anbieter brauchen dafür vier Wochen und länger!“ Damit leistet Protolabs neben großen Sponsoren wie Audi einen wertvollen Beitrag zum Erfolg des TUfast-Teams.

municHMotorsport e.V.

Auch Jens Haag von der Hochschule München ist überaus angetan vom Beitrag Protolabs zur Fertigung von Teilen für das Team „municHMotorsport“. Dort zählt Protolabs zu den Platin-Sponsoren neben klassischen Unternehmen der Automobilbranche wie BMW, Bosch oder Continental. Jens Haag hat die Aufgabe des Technical Directors im Team übernommen und ist zuständig für die Airbox. Er studiert im fünften Semester Fahrzeugtechnik und ist bereits seit 2015 mit dabei. „Die Airbox ist ein Teil mit komplexen Geometrien. Die zahlreichen Hinterschnitte lassen keine Fräsbearbeitung oder Kunststoffspritzguss zu. Deshalb nutzen wir Sinterteile von Protolabs aus Polyamid und Aluminium. Außerdem schätzen wir die angebotene Oberflächenbearbeitung, mit der wir einzelne Teile galvanisieren lassen.“ Die Philosophie von Protolabs lässt sich für ihn mit den Worten zusammenfassen: „Heute bestellt – morgen geliefert.“ „Wenn ich an vergangene Zeiten zurückdenke, kann ich es kaum glauben. Oftmals mussten wir drei bis vier Wochen warten, was schon als Idealfall galt. Niemand von uns ist Profi. Wir sind Studenten, d. h. es passieren bei der Entwicklung schon mal Fehler. Während dies früher geradewegs fatal war, haben wir heute die Möglichkeit der Nachbesserung, ohne den Zeitrahmen zu sprengen – einfach klasse!“

Protolabs fördert FSG

Protolabs Senior Marketing Manager Tobias Fischer sieht das Engagement bei der Formula Student Germany als klare Nachwuchsförderung: „Wir investieren gerne in diese jungen Leute, da sie umfangreiches Praxiswissen erlangen können. Seitens Protolabs steuern wir unsere Erfahrungen aus zahlreichen Projekten bei und zeigen auf, wie skalierbar der Weg zur Marktreife sein kann. Neben den aufgeführten Teams unterstützen wir noch das Team der Dualen Hochschule Baden-Württemberg, DHBW Engineering Stuttgart e. V. als Gold-Partner und sind offen für weitere Anwärter.“

Über Protolabs

Protolabs ist ein Hersteller von individuellen Prototypen- und Kleinserienteilen. Die firmeneigene Software und die automatisierten Systeme verwandeln 3D-CAD-Modelle in Befehle für Hochgeschwindigkeits-Fertigungsanlagen, die Teile mittels 3D-Druck, CNC-Bearbeitung oder Spritzguss innerhalb weniger Tage herstellen. Die Fertigung mittels 3D-Druck dient zur Herstellung komplexer Prototypen und Teile für den Endgebrauch aus einer Auswahl an Werkstoffen aus Kunststoff und Metall. Mit dem CNC-Bearbeitungsdienst des Unternehmens können Teile aus technischen Kunststoffen und Metall innerhalb von bis zu drei Arbeitstagen in der Größenordnung von 1 bis über 200 Stück gefräst oder gedreht werden. Bei größeren Mengen kann Protolabs bis zu 10 000 Teile oder mehr aus einer umfassenden Auswahl an thermoplastischen Kunststoffen in weniger als 15 Arbeitstagen spritzgießen. Der Katalysator hierfür ist ein automatisiertes Angebotssystem, das eine Designanalyse und Preisinformationen innerhalb weniger Stunden nach Hochladen eines 3D-CAD-Modells bietet.

Disclaimer: Dieser Artikel ist ein bezahlter Artikel. Protolabs hat uns bezahlt den Artikel im 3D-grenzenlos Magazin zu veröffentlichen. Inhaltlich verantwortlich ist Protolabs.

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