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Additive Fertigung Kunststoffkomponenten für Elektromobilität additiv fertigen

| Autor/ Redakteur: Johannes Triebs und Achim Kampker / Stefanie Michel

Der Automobilbau steht vor der Herausforderung, kostengünstig Kunststoffelemente für Elektrofahrzeuge zu produzieren. Hoch gefragt sind derzeit additive Fertigungsverfahren. Ein Lehrstuhl der RWTH Aachen hat die beiden Faktoren kombiniert und fertigt die Kunststoffkomponenten mit 3D-Druck.

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Bild 1: Für den ersten Prototypen (Streetscooter C16) wurden sämtliche Kunststoffexterieurteile in Kooperation mit Stratasys und Street-scooter mittels 3D-Druck hergestellt.
Bild 1: Für den ersten Prototypen (Streetscooter C16) wurden sämtliche Kunststoffexterieurteile in Kooperation mit Stratasys und Street-scooter mittels 3D-Druck hergestellt.
(Bild: Streetscooter)

Im Automobilbau werden Kunststoffkomponenten für unterschiedlichste Anwendungen verwendet, beispielsweise im Interieur und Exterieur (siehe Kasten Anwendungsbereiche). Das Gesamtgewicht der in einem Automobil verbauten Kunststoffkomponenten liegt häufig bei etwa 120 kg. Kunststoffkomponenten werden aufgrund ihres geringen Gewichts und der umfangreichen Gestaltungsmöglichkeiten genutzt. Vor allem dem Aspekt der Gewichtsreduktion wird im Elektromobilbau durch den Einsatz von Kunststoffkomponenten eine große Bedeutung zugewiesen. Ein niedrigeres Fahrzeuggewicht wirkt sich positiv auf die Reichweite des Fahrzeugs aus.

Ergänzendes zum Thema
Anwendungsbereiche
Wo werden Kunststoffteile im Automobilbau eingesetzt?

Kunststoffkomponenten können in folgenden Bereichen in einem Automobil verbaut werden:

  • Interieur: Tür-, Seiten- und Gepäckraumverkleidungen inklusive Hart- und Weichschaum auf der Rückseite für beispielsweise thermische und akustische Bauteileigenschaften,
  • Exterieur: Karosserieabdeckungen, Unterboden- und Radhausverkleidungen, Stoßfängersysteme,
  • Luftmanagement: Luftansaugung Motor, Luftansaugung Innenraum, Aerodynamik (steuerbare Luftführungen),
  • Wassermanagement: Motorkühlung, Scheibenwaschsystem,
  • Dichtungen.

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Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, dass bis zum Jahr 2020 1 Mio. Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen fahren. Die Anzahl der Neuzulassungen von Elektrofahrzeugen im Jahr 2013 betrug jedoch erst 6051 Autos – bei einer Neuzulassungszahl von insgesamt 2,95 Mio. Pkw. Und diese Zahl ist bereits eine Steigerung der Anzahl an neu zugelassenen Elektrofahrzeugen von 105 % im Vergleich zum Jahr 2012.

Weniger als 1 % Elektrofahrzeuge bei Pkw-Neuzulassungen in 2013

Elektrofahrzeuge bewegen sich damit in deutlich kleineren Losgrößen, wenn man die Zahlen mit dem klassischen Automobilbau vergleicht. Im Automobilbau sind außerdem die Absatzzahlen von Jahr zu Jahr stark steigend. Daher werden für Elektrofahrzeuge, und somit auch für Kunststoffkomponenten im Elektromobilbau, Produktionstechnologien benötigt, die eine kostengünstige und flexible Produktion bei kleinen und künftig steigenden Losgrößen ermöglichen.

Mit dieser Herausforderung beschäftigt sich der „Chair of Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen gemeinsam mit dem Zentrum für Elektromobilproduktion (ZEP). Das ZEP umfasst auch eine Anlauffabrik.

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