Serienreife Fahrzeugteile aus dem 3D-Drucker
Stahl lässt sich schweißen, beschichten – und drucken. Was klingt wie Fiktion, ist längst keine mehr. Der Automobilzulieferer Brose kann Komponenten aus Stahl, Aluminium, Kupfer sowie verschiedenen Kunststoffen mit oder ohne Faserverstärkung additiv herstellen. Die Bauteile besitzen dabei die gleichen Eigenschaften und Verhaltensweisen wie Produkte aus herkömmlichen Produktionsverfahren. Dadurch nimmt der 3D-Druck eine Schlüsselrolle in der Produktentwicklung des Unternehmens ein und wird auch bei der Fertigung von Kleinserien immer wichtiger.
Vor drei Jahren fertigte Brose erstmals eine 3D-gedruckte Sitzschiene aus Stahl. Eine Laserquelle schmilzt beim Selective Laser Melting (SLM) Verfahren das Produkt schichtweise aus Stahlpulver zusammen. Das entstandene Muster weist dabei exakt die gleichen Eigenschaften auf, wie eine im herkömmlichen Stanz-Biege-Verfahren hergestellte Schiene. Auch im Belastungstest verhalten sich beide Bauteile identisch.
Die 3D-gedruckte Schiene (vorne) verhält sich im Belastungstest wie das im Stanz-Biege-Verfahren produzierte Bauteil.
Systemkompatible Werkstoffe
Bei Materialien in der additiven Fertigung ist die Integration in die konventionelle Automotive-Umgebung essenziell. Brose verwendet daher nur Stoffe, die dem Industriestandard entsprechen und IATF zertifiziert sind. Hierfür analysierten Experten des Automobilzulieferers im Vorfeld in einem aufwendigen Verfahren üblich verwendete Metalle. Aus mehr als 700 Materialvarianten konnten sie zwei Stahl- sowie zwei Aluminiumlegierungen ermitteln, die sich für den 3D-Druck eignen. Mit dieser Expertise ist Brose Vorreiter.
2022 ergänzte das Unternehmen sein Materialportfolio um verschiedene Polymere. Im Selective Laser Sintering (SLS) Verfahren können Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt werden. Bisher kamen hierfür nur herkömmliche Spritzgusstechniken in Frage. Alle gedruckten Komponenten aus Metall oder Kunststoff lassen sich wie gewohnt weiterverarbeiten und in bestehende Automobilmodelle integrieren.
Vom Prototyp zur Serienfertigung
Additive Verfahren eignen sich insbesondere für Objekte, die in viele Varianten mit hoher Komplexität und geringer Stückzahl benötigt werden. Brose nutzt den 3D-Druck beispielsweise für Prototypen und im Musterbau. Mit Hilfe der Technologie können Bauteile unabhängig von Werkzeugen und Fertigungslinien direkt am Entwicklungsstandort produziert werden. Das spart Zeit und Kosten in der Entwicklung. Zudem bieten sich additive Fertigungstechnologien für die Bereitstellung von Ersatzteilen nach dem Ende der Serienproduktion an. Die Fertigung kann nach Bedarf auf Abruf erfolgen, um Lagerkosten und wertvolle Rohstoffe zu sparen.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist die additive Serienfertigung. Seit 2021 bildet der Automobilzulieferer Brose Kleinserien im 3D-Druck ab. So werden zum Beispiel Gehäuse für Hochvoltvarianten des elektrischen Kältemittelverdichters additiv gefertigt. Mit der Fertigung von 3,6 Millionen metallischen Spielausgleichsdübeln für den Fahrzeuginnenraum über Laufzeit produziert das Unternehmen auch eine Großserie im 3D-Druck.
Die additive Fertigung von Spielausgleichsdübeln für Sitze.
Brose arbeitet intensiv an der Weiterentwicklung der Technologie, um diese schneller, anwenderfreundlicher und somit wirtschaftlicher zu gestalten. Etwa durch neue günstigere Werkstoffe, höhere Lasergeschwindigkeiten sowie einem gesteigerten Grad an Automatisierung konnten die Experten bei Brose den Herstellungsprozess massiv beschleunigen. Der Automobilzulieferer will die additive Fertigung in Zukunft in der automobilen Serienproduktion etablieren.
Kontaktdaten:Brose Gruppe
09561 21-0
