3D-Druck treibt Innovationen in der Fahrzeugtechnik
Kolben für den neuen Formel 1 Ferrari, ein Sportwagen-Chassis, ein selbstfahrender Bus – 3D-Druck ist für die Automobilindustrie schon längst mehr als nur ein neuartiges Fertigungsverfahren.
Die Fahrzeuge der Zukunft sind leichter, dadurch sparsamer und schonen die Umwelt. Durch die Integration des Internet-of-Things (IoT) – bewegen sie sich intelligent und autonom durch die Welt. Dass diese Vision im Begriff steht, Wirklichkeit zu werden, belegen zahlreiche Beispiele aus dem Rennsport, der industriellen Fertigung und dem Öffentlichen Nahverkehr (ÖPNV).
Beispiel Formel 1
Am 24. Februar stellt Ferrari in Fiorano sein 2017er-Modell vor. Wie bereits beim Ferrari 312P in 2014 sowie bei besonderen Modellteilen und Komponententest setzt der Rennstall dabei auf die 3D-Drucktechnologie: Der Kolben des Fahrzeugs, ein bewegliches Teil des Brennraums, das die beim Verbrennungsvorgang frei werdende Energie in mechanische Arbeit umwandelt, wird im 3D-Druck-Verfahren hergestellt.
Der Grund ist ein neues Mikrodüsen-Design, das die Zündung perfektionieren und dabei gleichzeitig den Spritverbrauch senken soll. Diese Techik sorgt für einen deutlich größeren Druck in der Verbrennungskammer Daher will man die Kolben mit einer speziellen Stahl -Metalllegierung statt wie bisher mit Aluminium herstellen. Die Additive Fertigung erlaubt komplexere Formen und die Teile lassen sich wesentlich schneller produziert werden.
Tempo und Präzision – beide Eigenschaften zählen sowohl für den 3D-Druck als auch für den Rennsport. So setzt auch das McLaren-Honda Formel 1-Team auf additive Fertigungslösungen. Jüngst gab McLaren Racing die neue Partnerschaft mit Stratasys bekannt. Stratasys blickt auf eine 30-jährige Erfahrung in der im 3D-Druck und der additiven Fertigung zurück und wird den Rennstall mit seinen neuesten 3D- Lösungen auf Basis der FDM- und PolyJet-Technologie und Material für visuelles und funktionales Prototyping versorgen. „Es ist deutlich geworden, dass die Abhängigkeit des Motorsports von Rapid Prototyping und Additivproduktion und die Fähigkeit, die Markteinführungszeit radikal zu verkürzen, zunimmt,“ sagte MacLaren Racing-Director Eric Bouillier. Einzelheiten zu der Kooperation wurden bislang nicht bekannt.
Die Fahrzeugchassis der Zukunft
kommen aus dem 3D-Drucker. An die Spitze dieser Entwicklung setzt sich jetzt das Unternehmen Divergent 3D. Divergent Manufacturing heißt die Plattform, mit der sich das Unternehmen auf die additive Fertigung von Fahrzeugstellen spezialisiert hat. Mit 3D gedruckten Verbindungsteilen, so genannten „Nodes“ hat das Unternehmen ein ebenso leichtes wie besonders strapazierfähiges Carbonfaser-Chassis entwickelt.
Die Umsetzung dieser Technologie zeigt das Auto „Blade“. Nach einem erfolgreichen Funding plant das Unternehmen jetzt die Kooperation mit chinesischen Automobilherstellern. Durch den Einsatz des verwendeten Kunststoffs werden Fahrzeuge deutlich leichter, ressourcenschonerder und damit umweltfreundlicher. Die Möglichkeit zur individuellen Gestaltung der Chassis und kurze Markteinführungszeiten sind weitere Vorteile.
Shuttle-Busse aus dem 3D-Drucker in deutschen Städten? Ohne Fahrer?
Das kann schon bald Realität werden. „Olli“ heißt der autonome Personenbeförderer. Entwickelt wurde er von amerikanischen Start-up-Unternehmen Local Motors, das durch sein Auto „Strati“ bekannt wurde. IBM kam mit auf den Plan, um den Fahrzeug durch das IBM Watson IoT System die nötige Intelligenz einzuhauchen. Durch Sensoren, Lidar (Light detection and ranging) und Kameras kann das Fahrzeug bei einer Maximalgeschwindigkeit von 40 km/h eigenständig durch den Verkehr manövrieren. Seit dem vergangenen Dezember testet die Deutsche Bahn den Olli am Euref-Campus in Berlin Schöneberg. Noch in diesem Jahr plant die Deutsche Bahn in Berlin oder Bayern mit 50 Bussen die ersten Pilotprojekte.