3D-Druck und Automobile
Mehr als nur Science-Fiction
Was lange Zeit als Science-Fiction galt, ist inzwischen schon lange Wirklichkeit. Die 3D-Drucktechnologie kommt in vielen Bereichen zum Einsatz. Ein Industriezweig der ganz besonders davon profitiert, ist die Automobilbranche. Speziell wenn es darum geht, neue Prototypen zu entwickeln, ist der 3D-Druck eine kostengünstige Variante. Die Hersteller können ihre Bauteile selbst ausdrucken und arbeiten damit zeit- und kosteneffizient. Lange Zeit galten 3D-Drucker als zu teuer, doch inzwischen gibt es immer mehr Firmen, die den Druck von Bauteilen kostengünstig anbieten. So ist es möglich, komplexe Teile herzustellen. Bislang war das dreidimensionale Drucken eher für große Unternehmen bestimmt. Doch derzeit erleben wir einen Umschwung, denn die 3D-Drucker werden immer besser und kostengünstiger, sodass die Technologie nicht nur bekannten Automobilherstellern vorbehalten bleibt. Denn die großen Konzerne wie BMW, Audi und Bugatti haben den 3D-Druck in verschiedenen Bereichen längst für sich entdeckt. Protoland macht das 3D-Verfahren auch für kleine Unternehmen zugänglich.
Im Folgenden klären wir über diese Themen auf:
- 3D Druck in der Automobilindustrie
- Die Vorteile des 3D-Drucks für Automobile
- Geringere Produktionskosten
- Schnelle Produktion
- Geringer logistischer Aufwand
- Ausgeklügelte Materialkombinationen
- Individuelles Design
- Schnelle Ersatzteilherstellung
- Energiesparend und umweltschonend
- Welche Materialien eignen sich für den 3D-Druck von Automobilen?
- Kunststoffe
- Metalle
- 3D-Druck für Automobile mit Protoland
3D Druck in der Automobilindustrie
Das deutsche Unternehmen BMW setzt seit mehr als 25 Jahren auf additive Fertigung und war einer der ersten Automobilhersteller, der diese Technologie integriert hat. Im Jahr 2020 eröffnete das Unternehmen eine eigene Produktionsstätte für Zusatzstoffe, um seine Produktionskompetenzen zu bündeln. So integriert das Unternehmen bereits Teile, die im Druckverfahren produziert wurden. Im Vergleich zu den traditionell hergestellten Haubenabdeckungshaltern sind die gedruckten Varianten leichter und stärker zugleich.
Das weltweit größte 3D-Druckteil aus Titan kommt aus dem Hause Bugatti. Das Unternehmen stattet den Bugatti Chiron mit 3D-gedruckten Bremssatteln aus Titan aus. Nach Angaben des Herstellers ist der 3D-Druckmessschieber um 40 % stärker als ein herkömmlich produzierter Messschieber. Er wird derzeit bei allen Chiron-Modellen eingesetzt und obwohl es 45 Stunden dauert, einen Bremssattel aus Titan zu drucken, hat sich das Verfahren bei Bugatti bewährt.
Die Vorteile des 3D-Drucks für Automobile
Die additive Fertigung bringt für die Industrie einige Vorteile mit sich. Neben einer großen Flexibilität bei der Herstellung von Bauteilen können die Unternehmen auch sehr schnell auf Kundenwünsche reagieren. Zudem verringert der 3D-Druck die Logistikkosten. Zu den Vorteilen zählen:
- Geringe Produktionskosten
- Schnelle Produktion
- Geringerer logistischer Aufwand
- Ausgeklügelte Materialkombinationen
- Individuelles Design
- Schnelle Ersatzteilherstellung
- Energiesparend und umweltschonend
Geringere Produktionskosten:
Die Kosten für die Herstellung eines Autos werden hauptsächlich durch die Sand- und Druckgussverfahren unnötig in die Höhe getrieben. Mithilfe dieser Verfahren werden bisher unter anderem Motorenteile hergestellt. Die kostenintensiven Fertigungsmethoden könnten künftig vollständig vom 3D-Druck abgelöst werden.
Schnelle Produktion:
Mittels herkömmlicher Fertigungsverfahren dauert die Herstellung einer Autokomponente manchmal mehrere Tage. Die Fertigung eines neuen Bauteils mithilfe der 3D-Technologie ist innerhalb einiger Stunden umzusetzen.
Geringerer logistischer Aufwand:
Die additive Fertigungsweise ermöglicht es, alle Komponenten am selben Ort zu produzieren. Auf diese Weise wird der logistische Aufwand reduziert, denn Einzelteile müssen nicht mehr über lange Strecken versendet werden. So sparen Sie Zeit und Geld.
Ausgeklügelte Materialkombinationen:
Diese neuartige Herstellungsweise hat das Potential, verschiedene Materialien auf innovative Art miteinander zu kombinieren. Denn durch das Mischen verschiedener Metalle, wie Nickel, Titan und Aluminium, entstehen Legierungen, die sich durch besondere Eigenschaften auszeichnen. So können Sie Materialien ganz nach Ihren Bedürfnissen und Wünschen mischen.
Individuelles Design:
Kaum ein Verfahren lässt Ihnen mehr gestalterischen Spielraum als der 3D-Druck. Zusammen mit der passenden Software sind Ihren Vorstellungen keine Grenzen gesetzt, denn das Bauteil wird einfach am PC entworfen und dann gedruckt.
Schnelle Ersatzteilherstellung:
Solange die Druckdatei vorhanden ist, können Ersatzteile in kurzer Zeit immer wieder gedruckt werden.
Energiesparend und umweltschonend:
Ein additives Fertigungsverfahren ist das selektive Laserschmelzen. Hierbei werden Metallpulver durch einen Laser miteinander verschmolzen, sodass eine bestimmte Form entsteht. Bei diesem Druckprozess gibt es kaum Materialabfälle, zudem ist das Verfahren energiesparend und erhöht somit die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses.
Welche Materialien eignen sich für den 3D-Druck von Automobilen?
Intelligente 3D-Drucker verwenden inzwischen sehr viele unterschiedliche Werkstoffe, um Bauteile schichtweise herzustellen. Zu den gängigsten Materialien in der Automobilindustrie gehören Metalle und Kunststoffe.
Kunststoffe
Es gibt eine ganze Reihe Materialien, die sich für den 3D-Druck eignen. Jedoch gehört Polyetherimid (PEI) zu den gängigsten in der Branche. Charakteristisch für das Material ist die hohe Festigkeit und Feuerbeständigkeit. In der Regel wird PEI im Spritzgussverfahren verwendet. Dabei liegt die Verarbeitungstemperatur im Bereich zwischen 320 °C und 400 °C. Vor der Verarbeitung darf das Material eine maximale Restfeuchte von 0,05 % haben. Es wird für die Herstellung von Kunststoffteilen eingesetzt, die in der Elektronik, im Automobilbau und in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden sollen.
Weiterhin ist Polyamid ein beliebtes Material für den 3D-Druck in der Automobilbranche. Die linearen Polymere zeichnen sich durch eine besondere Festigkeit und Zähigkeit aus. Zum Drucken wird Polyamid häufig als pulverförmiges, weißes Granulat eingesetzt. Als Herstellungsverfahren eignen sich sowohl das selektive Lasern als auch die Schmelzschichtung. Das Material steht für eine hohe Detailgenauigkeit und gehobene Qualität. Daher kommt es in der Automobilherstellung insbesondere bei der Fertigung von Getrieben zum Einsatz.
Metalle
Der Klassiker unter den Druck-Materialien ist Aluminium. Das Metall ist sowohl leicht als auch stabil und korrosionsbeständig. Es eignet sich daher hervorragend für den Druck von Fahrzeugteilen. Zumeist wird Aluminium als Legierung mit anderen Metallen verwendet. Dazu zählen unter anderem Silizium und Magnesium. Physikalische und mechanische Eigenschaften werden durch diese Legierungen verbessert.
Des Weiteren kommen auch Titan, Silber, Gold und Kupfer als Druckmaterialien infrage, allerdings sind diese Metalle vergleichsweise teuer.
3D-Druck für Automobile mit Protoland
Mit Protoland haben Sie die 3D-Druck-Profis an Ihrer Seite. Wir helfen Ihnen dabei, Lösungen für den Druck von Automobilteilen zu finden. Dabei arbeiten wir stets zukunftsorientiert und mit modernsten 3D-Druckverfahren. Unser Druckservice bietet Ihnen die Möglichkeit, Bauteile aus Kunststoff sowie aus Metall herstellen zu lassen. Die Drucktechnologie arbeitet mit einer intelligenten Software, mit der sich vorab am PC alles genau berechnen lässt. Da uns ein umweltschonendes Produktionsverfahren am Herzen liegt, setzen wir neben den konventionellen Druckmaterialien auch auf nachhaltige Stoffe.
Kontaktieren Sie uns noch heute und informieren Sie sich über die Möglichkeiten des 3D-Drucks für Automobile.