Über 200 Werkzeuge und Vorrichtungen: Audi Sport setzt beim neuen E-Tron GT erfolgreich auf 3D-Druck

Mit der Einführung des neuen Audi E-Tron GT benötigte die Audi Sport Böllinger Höfe-Standort in Heilbronn, Deutschland, schnell fast 200 neue Werkzeuge, Vorrichtungen und Lehren für die Produktion. Die Gestaltung dieser Werkzeuge erfordert viel Zeit, und die Auslagerung der Produktion kann manchmal Wochen bis Monate dauern. Hier kamen Designautomatisierung und 3D-Druck ins Spiel, um Audi Sport einen einzigartigen Workflow zu ermöglichen, wie der 3D-Drucker-Hersteller UltiMaker in einer Success Story auf seiner Website berichtet.

Die Audi Sport Böllinger Höfe-Fabrik ist eine hochmoderne Produktionsstätte für Autos. Der Schwerpunkt liegt auf der Herstellung der Hochleistungsmodelle Audi R8 und des vollelektrischen Audi E-Tron GT. Diese Fahrzeuge sind Spitzenprodukte des renommierten deutschen Autoherstellers. Die Montage erfolgt auf hochautomatisierten Plattformen, die sich entlang einer Schiene bewegen. Dabei durchlaufen die Autos verschiedene Stationen, an denen spezifische Teile installiert werden. Es ist selten, dass zwei identische Autos nebeneinander stehen, was den gesamten Ablauf umso beeindruckender macht.

Effizienzsteigerung durch 3D-Druck

Jede Station hat eine begrenzte Zeit, um Teile zu montieren und am Fahrzeug zu befestigen. Ein optimierter und effizienter Workflow ist daher für die Mechaniker von entscheidender Bedeutung. Maßgeschneiderte Werkzeuge, Vorrichtungen und Lehren spielen eine große Rolle, um die Arbeit der Mechaniker schneller, einfacher und ergonomischer zu gestalten.

Cem Guelaylar, 3D-Druck-Experte bei Audi Sport, sagt dazu:

„Wir produzieren hier fast achthundert Werkzeuge und Vorrichtungen für unsere Fabrik. Die Auslagerung dauert mehr als zwei oder drei, vier Wochen, manchmal Monate. Das hängt vom Lieferanten und dem Prozess ab, um die Bestellung zum Lieferanten zu bringen. Der 3D-Druck hat uns geholfen, diese Werkzeuge in sehr kurzer Zeit zu erhalten. Die Arbeiter kommen zu uns und sagen, ich brauche eine Vorrichtung, um die Autos zu montieren. Es dauert einen Tag, bis dieses Werkzeug in seiner Hand ist.“

Vielfältige Anwendungen

Es gibt maßgeschneiderte Werkzeuge, die bei der Ausrichtung von Teilen während der Installation helfen, wie zum Beispiel beim Anbringen des Dachs oder der Logos an der Außenseite des Autos. Dies erhöht die Konsistenz und Qualität der fertigen Fahrzeuge und spart Minuten pro Auto. Qualitätskontrollwerkzeuge stellen sicher, dass alle Autos die höchsten Standards von Audi erfüllen. Diese speziellen Lehren werden an Teilen des Autos angebracht, um die Ausrichtung und Toleranzen zu messen. Zum Beispiel hat Audi Sport eine spezielle Lehre entwickelt, um das Head-up-Display (HUD) auf dem Armaturenbrett des Autos zu fokussieren. Die Lehre verwendet zwei Laser, die auf das installierte HUD projiziert werden. Wenn sich die Laser ausrichten, bedeutet dies, dass das reflektierende Glas richtig installiert ist.

Viele Teile müssen vor der Installation am Auto zusammengebaut werden. Schläuche werden an eine zentrale Flüssigkeitsplatte angebracht, Kabel und Kühlkörper an eine zentrale Steuereinheit – die Liste ist lang. Das Arbeiten an diesen Teilen, die einfach auf dem Arbeitstisch liegen, macht die Aufgabe sehr schwierig. Hier kommen viele Vorrichtungen von Audi Sport zum Einsatz. Diese Vorrichtungen halten die Teile für eine einfache und schnelle Montage an Ort und Stelle. Diese Vorrichtungen sparen nicht nur Stunden, sondern haben auch einen großen Einfluss auf die Konsistenz der Produktion. Viele dieser Vorrichtungen sind auch so gestaltet, dass sie sich positiv auf die Ergonomie der Arbeiter auswirken, indem sie Werkzeuge in eine bessere Arbeitsrichtung halten.

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Gestaltung in Minuten statt Stunden

Als der neue E-Tron GT eingeführt wurde, stellte sich die Herausforderung, fast 200 verschiedene Werkzeuge, Vorrichtungen und Lehren zu erstellen. Und sie wurden schnell benötigt, um die Produktion zu starten. Die Gestaltung dieser Werkzeuge erfordert viel Zeit und Fachwissen. Sie müssen präzise, benutzerfreundlich und einfach zu produzieren sein. Hier spielte die Software Fixturemate von trinckle eine große Rolle. Fixturemate ist speziell darauf ausgelegt, Vorrichtungen für die Montage zu erstellen. Ein Teil wird importiert und in den richtigen Winkel gesetzt. Dann wird die Vorrichtung erstellt, indem eine Grundplatte, Stützen und Löcher zum Befestigen am Schreibtisch hinzugefügt werden. Es gibt auch eine Bibliothek mit Standardwerkzeugen wie Klemmen. Die Software ist so benutzerfreundlich, dass jeder sie verwenden kann. Während das Entwerfen von Werkzeugen in traditioneller CAD-Software Stunden dauern kann, dauert es in Fixturemate nur 10-20 Minuten.

Guelaylar bemerkte dazu:

„Wir haben hier begonnen, das vollelektrische Auto Audi E-Tron GT zu produzieren. Wir benötigten fast zweihundert Vorrichtungen und Werkzeuge für dieses neue Auto. Fixturemate hat uns in kurzer Zeit geholfen, viele Vorrichtungen zu erstellen. Wir setzen unsere Teile in Fixturemate ein und erhalten die Vorrichtung aus dieser Software in Minuten. Normalerweise benötigen wir in der klassischen Konstruktion zwei, drei, vier Stunden, je nach Größe des Teils. Fixturemate ist sehr einfach zu bedienen. Wir können Auszubildende mit der Software vertraut machen und sie können direkt damit arbeiten und die Vorrichtungen in kurzer Zeit erstellen.“

Vorteile des 3D-Drucks bei Audi Sport

Audi Sport benötigte nicht nur schnell entworfene Teile, sondern auch schnell produzierte Teile. Die Auslagerung der Produktion von Werkzeugen ist teuer und kann auch viele Wochen bis Monate dauern. Daher begann Audi mit einem 3D-Druckraum. Mehrere Drucker wie der Ultimaker S5 ermöglichen es Audi Sport, ihren Werkzeugbedarf zu decken. Werkzeuge können jetzt an einem Tag zu einem Bruchteil der Kosten gedruckt werden. Es ist nicht nötig, Angebote einzuholen, Lieferanten zu informieren und auf die Produktion und Lieferung der Teile zu warten. Wenn ein Teil nicht den Anforderungen entspricht, kann es direkt verbessert und neu gedruckt werden.

Das richtige Material für den Job

Die meisten Vorrichtungen werden aus Tough PLA gedruckt. Dieses Material hat ähnliche Flex- und Festigkeitseigenschaften wie ABS, lässt sich jedoch sehr leicht drucken, ohne die Herausforderungen von ABS. Es gibt auch Werkzeuge, die zum Schutz von Autoteilen aus TPU95a gedruckt werden. Das weiche Material ist perfekt, um Teile vor Beschädigungen zu schützen.

Dank des Ultimaker-Ökosystems hat Audi Sport auch Zugang zu Hunderten von Drittanbietermaterialien. Diese Materialien haben oft sehr spezifische Eigenschaften. Eines dieser Materialien, das Audi Sport verwendet, ist ESD-sicheres PLA, das für Vorrichtungen verwendet wird, die elektronische Komponenten handhaben. Die Vorbereitung von 3D-Drucken mit diesen Materialien wird durch die in Ultimaker Cura verfügbaren Druckprofile erleichtert.

Guelayler fährt dazu weiter fort:

„Wir verwenden Tough PLA, weil es günstig und einfach zu verwenden ist. TPU verwenden wir hauptsächlich zum Schutz und zur Sicherung von Autoteilen. Wir nutzen auch ESD-sichere Materialien und manchmal ABS oder PETG. Der 3D-Druck ist für uns eine sehr schnelle und hilfreiche Sache für unsere Fabrik und unsere Arbeiter.“

Audi Sport zeigt eindrucksvoll, wie kontinuierliche Effizienzsteigerung durch den Einsatz von 3D-Druck möglich ist. Durch den Start des 3D-Drucks für ihre Werkzeuge haben sie die Werkzeugproduktionskosten um über 80 % gesenkt und liefern diese Werkzeuge an einem Tag statt in mehreren Wochen an die Arbeiter. Darüber hinaus hat Audi Sport durch den Einsatz von Fixturemate das Design von Vorrichtungen vereinfacht und beschleunigt. Man benötigt keinen speziellen CAD-Designer mehr, um Vorrichtungen zu entwerfen. Vom Design bis zum 3D-Druck kann jeder die benötigten Werkzeuge erstellen und von ihnen profitieren.

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