Seit den Anfängen der additiven Fertigung besteht in der Automobilindustrie Interesse an dieser Technologie. Der amerikanische Autohersteller Ford kaufte 3 tatsächlich den dritten 1986D-Drucker aller Zeiten und markierte damit den Beginn einer fruchtbaren und produktiven Beziehung zwischen dem 3D-Druck- und dem Automobilsektor.
Seit der frühen Einführung des 3D-Drucks durch Ford wurde die Technologie in gewisser Weise von vielen Automobilherstellern übernommen. Große Automobilunternehmen haben mit der Technologie experimentiert, um ihre Auswirkungen auf die Produktentwicklung und Lieferketten zu sehen, während kleinere Automobil-Startups wie Divergent und Local Motors den 3D-Druck als wesentlichen Bestandteil ihrer Produktion erkannt haben.
In jüngster Zeit ist in der Automobilindustrie ein Wandel von der vorwiegend auf Prototypen ausgerichteten additiven Fertigung hin zur Endverbraucherproduktion zu beobachten. Die Flexibilität und der große Gestaltungsspielraum der Technologie haben dazu geführt, dass Automobilhersteller neue und hochmoderne Fahrzeugkomponenten entwickeln, ihre Produktionsabläufe revolutionieren und ihren Kunden zunehmend individuelle Lösungen anbieten können.
Vorteile des 3D-Drucks in der Automobilindustrie
Additive Fertigung ist ein weit gefasster Begriff für eine Reihe von Prozessen, bei denen Teile additiv und nicht subtraktiv hergestellt werden. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass Teile Schicht für Schicht aufgebaut werden, anstatt dass Material aus einem Block entfernt wird. Dieser Herstellungsansatz sowie die vielen mit der Technologie verbundenen Plattformen (einschließlich Stereolithographie, Fused Deposition Modeling, selektives Lasersintern und mehr) bieten eine Reihe einzigartiger Vorteile, die traditionellere Herstellungsverfahren nicht bieten.
Gestaltungsfreiheit
Da Teile im 3D-Druck Schicht für Schicht aufgebaut werden, eröffnet das Verfahren beispiellose Möglichkeiten der Designfreiheit, was wiederum Möglichkeiten zur Teileoptimierung und Gewichtsreduzierung schafft. Im Automobilsektor ist die Möglichkeit, das Gewicht einer Komponente (und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs) zu reduzieren, von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Der 3D-Druck bietet die Möglichkeit, Automobilteile neu zu entwerfen und herzustellen, die komplexe Innengeometrien integrieren und so Gewicht und Materialverbrauch ohne Qualitätseinbußen reduzieren.
Teilkonsolidierung
Neben dem Leichtbau kann die additive Fertigung Herstellern auch die Neugestaltung und Konsolidierung von Teilen ermöglichen – die Umwandlung von Baugruppen mit mehreren Komponenten in ein einziges Teil. Diese Fähigkeit kann zu immer leichteren Strukturen beitragen und sogar die Leistung eines bestimmten Teils verbessern. Im Automobilsektor kann die Konsolidierung von Teilen dazu beitragen, Produktions- und Montageprozesse zu rationalisieren.
Anpassung
Wenn man an die Automobilproduktion denkt, denkt man oft an Massenfertigung: hochentwickelte Produktionslinien produzieren Millionen gleicher Teile, bevor sie zu Autos zusammengebaut werden. Mit der Verbreitung des 3D-Drucks sieht die Automobilindustrie nun jedoch ein neues Maß an Individualisierbarkeit für Autos zu vertretbaren Kosten. Insbesondere bei Kleinserien- oder Spezialfahrzeugen ist es jetzt möglich, individuelle Innenausstattungsmerkmale zu vertretbaren Kosten in Autos zu integrieren. Bei der Automarke MINI können Kunden beispielsweise aus einer Reihe personalisierter 3D-gedruckter Innenraumteile wählen.
Schnelle Bearbeitungszeiten
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie der 3D-Druck die Automobilproduktion beschleunigen kann. Zum einen kann der 3D-Druck in der Prototyping-Phase zur schnellen Herstellung funktionsfähiger Teile zum Testen eingesetzt werden, sodass Automobildesigner und -ingenieure schnell feststellen können, ob das Design einer Komponente realisierbar ist. In der Produktionsphase wird der 3D-Druck von Automobilherstellern zur schnellen Werkzeugherstellung eingesetzt, was zu geringeren Kosten führt.
Prototyping- und Vorproduktionsanwendungen für den 3D-Druck in der Automobilindustrie
Designdemonstrationen
Im Designprozess für neue Autos ist es hilfreich und oft notwendig, einen physischen Prototyp zu erstellen, um das Konzept hinter dem Auto genau zu demonstrieren. 3D-Drucktechnologien, und insbesondere Mehrfarben- und Mehrmaterialverfahren, können die schnelle Herstellung einmaliger Prototypen oder kleiner Modelle ermöglichen, die die Ästhetik und Struktur des Autos darstellen. Von Scheinwerfern bis zu Innenraumkomponenten wird der 3D-Druck von Automobilunternehmen zunehmend für realistische Designdemonstrationen eingesetzt.
Funktionale Prototypen
Bestimmte 3D-Druckverfahren, darunter industrielles FDM und Metall-AM, werden auch zur Herstellung funktionaler Prototypen in der Automobildesign- und Entwicklungsphase eingesetzt. 3D-gedruckte Teile können schnell hergestellt, getestet und optimiert werden, bis das optimale Design erreicht ist.
Werkzeugbau
Einer der wohl größten Auswirkungen des 3D-Drucks auf die Automobilindustrie betrifft die Herstellung von Werkzeugen, Vorrichtungen und Vorrichtungen in der Vorproduktionsphase. AM ermöglicht es Automobilherstellern, kostengünstige Werkzeuge im Handumdrehen zu produzieren und sie für kleine oder mittlere Produktionsserien zu verwenden oder Werkzeuge für die Massenproduktion zu validieren.
Produktionsanwendungen für den 3D-Druck in der Automobilindustrie
Kundenspezifische Teile
Wie oben erwähnt, ist einer der größten Vorteile des 3D-Drucks im Automobilbereich die Individualisierung. Im Gegensatz zum Spritzguss, bei dem die Kosten sinken, je mehr Teile hergestellt werden, hängen die Kosten des 3D-Drucks nicht von der Anzahl der hergestellten Teile ab, sodass er sich für den Druck einmaliger, personalisierter Komponenten eignet. Ebenso ist es dank digitaler Design- und Individualisierungssoftware möglich, schnell personalisierte Innen- oder Dekorationsmerkmale für Luxus- oder Sondereditionsfahrzeuge zu entwickeln.
Ersatzteile
Eine weitere wichtige Produktionsanwendung des 3D-Drucks im Automobilbereich ist die Herstellung von Ersatz- oder Austauschteilen für seltene oder Oldtimerfahrzeuge. Wenn ein Teil veraltet ist, ermöglicht der 3D-Druck Automobilspezialisten, Komponenten zurückzuentwickeln und im Handumdrehen zu produzieren. Letztes Jahr beispielsweise nutzte Siemens Industrial Turbomachinery Ltd. 3D-Scannen und -Drucken, um ein 100 Jahre altes Auto wieder in einen funktionsfähigen Zustand zu versetzen.
Komponenten unter der Haube
Auch wenn der 3D-Druck im Automobilbereich immer noch ein Nischenbereich ist, nehmen die Möglichkeiten für den Druck von Komponenten unter der Motorhaube zu, da die Technologie immer weiter voranschreitet. Derzeit laufen einige Experimente, die die Machbarkeit von AM für solche Anwendungen belegen. Beispielsweise hat Ford kürzlich einen Ansaugkrümmer in das Rallyefahrzeug „Hoonitruck“ eingebaut (das bisher größte 3D-gedruckte Metallteil, das jemals in einem Auto verbaut wurde), während Divergent Technologies auch den 3D-Metalldruck verwendet, um das Chassis seines Blade-Supersportwagens herzustellen.
RapidDirect 3D-Druckdienste
Bei RapidDirect bieten wir eine Reihe von 3D-Druckdienstleistungen an, darunter Fused Deposition Modeling (FDM), PolyJet 3D-Druck und selektives Lasersintern, die für eine Reihe von Automobilanwendungen geeignet sind. Dank einer breiten Palette an Materialien können unsere hochmodernen 3D-Drucktechnologien für die Herstellung funktionaler Prototypen, Designdemonstrationen, kundenspezifischer Teile und mehr eingesetzt werden.
Unser Expertenteam arbeitet eng mit Kunden zusammen, um sicherzustellen, dass Teile nicht nur 3D-gedruckt und pünktlich geliefert werden, sondern auch für die additive Produktion optimiert sind. Schließlich sorgt unser Angebot an professionellen Veredelungsdiensten dafür, dass 3D-gedruckte Produkte und Teile ein hochwertiges Finish erhalten.
