Forschungsprojekt "CustoMat_3D": Neuartige Aluminiumlegierung für 3D-gedruckte Objekte soll besseren Aufprallschutz für Autos bieten

Eine neuartige Aluminiumlegierung für den 3D-Druck von Kraftfahrzeugen soll Autos einen besseren Aufprallschutz bieten.
Aluminiumlegierungen für die additive Fertigung entsprechen oft nicht den hohen Anforderungen der Automobilindustrie, erklären Entwickler in einer Pressemitteilung. In dem Forschungsprojekt CustoMat_3D, an dem auch die EDAG, ein Ingenieursdienstleister für die Fahrzeugentwicklung, beteiligt war, zeigt, dass das derzeitige Prozessdesign nur hochbeständige, nicht duktile Materialparameter berücksichtigt.

Details zum Forschungsprojekt CustoMat_3D

Die EDAG-Gruppe hat mit acht Partnern eine Aluminiumlegierung für den Einsatz in Autos entwickelt, die hohe Festigkeit und höhere Dehnungen in der Pause ermöglichen. Bei einem Unfall ist das sehr wichtig. EDAG hat sich in den vergangenen drei Jahren mit den Prozessen rund um die Pulverherstellung, der Simulation bis hin zur Komponentenentwicklung befasst.

Das Leibniz-Institut für Werkstofftechnik (IWU) und Kymera International führte die Legierungsdefinition und Pulverherstellung durch. Das Fraunhofer IAPT, GE Additive und die FKM Sintertechnik GmbH führten die Verarbeitung und Prozessentwicklung beim pulverbasierten Laserstrahlschweißen (LBM) durch. Die simulierte schnelle Abkühlung des geschweißten Materials im Prozess wurde von Fraunhofer ITWM und  MAGMA Giessereitechnologie GmbH untersucht. Die Mercedes-Benz AG, die EDAG Engineering GmbH und Altair Engineering waren an der Durchführung der Leistungsdemonstration beteiligt. Dieser integrierte Ansatz soll die additive Produktion für Massenproduktionsprozesse verfügbar machen.

Das Konzeptcar EDAG Soulmate

Mit „Soulmate“ präsentieren EDAG Engineering GmbH und Bosch bereits 2016 ein Konzeptfahrzeug, dessen Skelettstruktur der Karrosserie teilweise mit einem 3D-Drucker hergestellt wurde. Beim EDAG Soulmate wurden zunächst Legierungen getestet und an verschiedenen Laserstrahlschweißsystemen ausprobiert. Aus übermittelten Materialwerten entstanden Materialkarten. Mit der Strukturoptimierungssoftware Altair OptiStruct wurde das Gewicht gleicher Teile reduziert. Gewicht konnte sowohl beim dynamischen schweren tragenden Radträger als auch bei einem komplexen Bauteil mit hoher Steifigkeitsanforderung aus dem Radkastenbereich verringert werden. Bei einigen Objekten erreichten die Entwickler 30% weniger Gewicht als erwartet. Über ein Laststufenmodell lassen sich Teile an die Anforderungen des Fahrzeugs anpassen.

Weiter wurden Hybridprozesse wie Laserabscheidungsschweißen und Verbindungstechniken mit dem neuen Material untersucht. CustAlloy®, die neu entwickelte Legierung, soll in wenigen Monaten erhältlich sein. Es ist laut den Herstellern die erste Legierung für den Einsatz in der Massenproduktion.