Additive Fertigung für die Praxis Ein Youngtimer als Testfeld

Im Projekt 3i-Print soll des Potenzial des 3D-Drucks für die Automobilindustrie erkennbar werden. Vom Design bis zur Nachbearbeitung arbeiteten Altair, AP-Works, CSI, EOS, Gerg und Heraeus an einem alten VW Caddy.

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Neben Strukturmechanik und Leichtbau bietet die Additive Fertigung noch mehr. Zu zeigen, wie man mit ihr möglichst viele technische Funktionen in möglichst wenigen Bauteilen unterbringt (Funktionsintegration), hat sich das Projekt 3i-Print in den Kopf gesetzt. Versuchsobjekt war der Vorderbau eines alten VW Caddys.

Ein Augenmerk wurde auf das Wärmemanagement sowie die Bauraum- und Gewichtsreduzierung gelegt, Gerade im Hinblick auf die zunehmende Elektrifizierung auch im Antriebsbereich sind das wichtige Faktoren bei der Konstruktion des Vorderbaus. Zudem galt es, die strukturellen Anforderungen bezüglich Fahrzeugsicherheit, Leistung und Komfort zu erfüllen.

Nachgehakt

WAS IST MIT … 3D-Druck bei der Deutschen Bahn?

Entsprechend verfügt der additiv gefertigte Vorderwagen über lasttragende Strukturen mit Details zur aktiven und passiven Kühlung – beispielsweise in Form eines geleiteten Luftstroms für die Kühlung von Batterien und Bremsen. Darüber hinaus wurden Funktionen aus dem Wärmemanagement, der passiven Sicherheit, der Flüssigkeitsspeicherung und andere Funktionen in das organische, lastgetriebene Design des Frontmoduls integriert. So ist der Wischwasserbehälter im Zuge der Topologie-Optimierung direkt in die Vorderwagenstruktur integriert.

Vom Design zum fertigen Bauteil

Mit diesen Zielen vor Augen begannen die Mitarbeiter von CSI Entwicklungstechnik mit Design, Berechnung und Konstruktion der Vorderwagenstruktur. Das Unternehmen entwickelt für Hersteller und Zulieferer der Automobilbranche Module im Karosserie-, Interieur- und Exterieurbereich. Das Unternehmen Gerg produziert Prototypen und Kleinserien für die Automobil- und Luftfahrtindustrie und übernahm im Zuge des Projektes den Rahmenbau aus den additiv gefertigten Einzelbauteilen. Auslegung, Berechnung, Simulation und Konstruktion wurden mit Software von Altair umgesetzt.

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Nach erfolgreicher Simulation und Konstruktion des Konzepts erfolgte die finale Auslegung der Bauteile auf den 3D-Druck durch AP-Works. Für den Bau des Vorderwagens setzte die Airbus-Tochter auf ein System von EOS. Für die Produktion der Bauteile lieferte der Metallpulverhersteller Heraeus die von AP-Works entwickelte technisch hoch-feste Aluminiumlegierung Scalmalloy. AP-Works unterstützte mit der Entwicklung der am besten geeigneten Parametersätze den Druckprozess auf dem System EOS M 400.

Das Projekt 3i-Print

Initiiert von CSI fungiert das Projekt 3i-Print als agile Engineeringplattform für Forschung und Entwicklung. Hier können Prototypenkonzepte präsentiert werden. Das Konzept baut auf dem Einsatz neuer Entwicklungswerkzeuge und -Methoden auf, darunter Additive Fertigung. 3i-Print ist eine offene Plattform.

Zu sehen ist der Caddy unter anderem auf der Formnext 2017 in Frankfurt.

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