Wie wird der 3D-Druck bei Elektro-Autos genutzt?

Mit dem verstärkten Angebot an Hybrid- und Elektro-Autos bewegt sich die Automobilindustrie hin in Richtung Nachhaltigkeit und weg von fossilen Energiestoffen. Wie wir wissen, ist die Branche von Innovation und Fortschritt geprägt und in den derzeitigen E-Autos und Projekten bündelt sich das Know-how bezüglich Fertigung, Performance und Design. Daher ist es auch kaum verwunderlich, dass viele Elektro-Autos 3D-gedruckte Komponenten aufweisen und durch Computer-gestütztes Design entworfen wurden. Wie der 3D-Druck bei Elektro-Autos eingesetzt wird, betrachten wir in der folgenden Liste genauer. Die Beispiele sind beliebig angeordnet und stellen einen Überblick zum aktuellen Stand des 3D-Drucks bei Elektro-Fahrzeugen dar.

MINI Electric Pacesetter

Am 10. April 2021 ging mit dem von JCW inspirierten MINI Electric Pacesetter erstmals ein teilweise 3D-gedrucktes Safety-Car an den Start eines Rennens in der Formel-E. Dieses Auto wurde nach dem Vorbild des MINI Cooper von JCW in Zusammenarbeit mit BMW, MINI Design, der FIA und Formel E hergestellt. Aufgabe eines Safety-Cars ist es, sich bei Unfällen oder Gefahr an die Spitze des Felds zu setzen und das Rennen so zu verlangsamen. Dafür führt der MINI Electric Pacesetter jede Menge Innovation an Bord, darunter 3D-gedruckte, anpassbare Sitzpolster, eine 3D-gedruckte Verkleidungen für eine bessere Aerodynamik, einen Spoiler und Heckflügel aus dem Drucker.

Bild: BMW Group

Bugatti Tourbillon Hypercar

Das Tourbillon-Hypercar der renommierten italienischen Marke Bugatti zeichnet sich durch ein Chassis und eine Radaufhängung aus, die mithilfe des Divergent Adaptive Production System, einer innovativen Technologie des amerikanischen Unternehmens Divergent, in 3D gedruckt wurden. Mit dieser Methode können leichtere und leistungsfähigere Komponenten hergestellt werden, wobei das Gewicht der Radaufhängung um beachtliche 45 % reduziert werden konnte. Tatsächlich verfügt das Chassis des Tourbillon über eine Mehrlenkeraufhängung aus Aluminium, die im 3D-Druckverfahren hergestellt wurde. Darüber hinaus wurden viele Strukturverstärkungen aus hochmodernen Materialien wie Karbonverbundstoffen im 3D-Druckverfahren hergestellt. Dieses Material wurde für die Gesamtstruktur des Fahrzeugs sowie für die vorderen Luftkanäle und den Heckdiffusor verwendet und trug so dazu bei, die Leistung und das Gewicht des Fahrzeugs zu verbessern.

Bild: Bugatti

Fiat Topolino

Das Projekt eines mit 3D-Druck optimierten und individualisierten Fiat Topolino stammt nicht direkt von FIAT, sondern von der italienischen Firma Carrozzeria Castagna. Das Unternehmen hat das elektrischen Fahrzeug mithilfe des 3D-Drucks komplett neu gestaltet. Im Einzelnen werden die verschiedenen Karosserieteile mit einem von Castagna entwickelten Verfahren in 3D aus Kohlefaser gedruckt. Das Elektro-Auto ist in hohem Maße anpassbar in Bezug auf die Oberflächen, die Farben, die von Pastell bis Metallic reichen, bis hin zu den kleinsten Holzdetails.

Bild: Castagna Milano

Ford Explorer

Ein aktuelles Projekt, bei dem 3D-Druck bei der Produktion eines Elektro-Autos zum Einsatz kommt, ist der elektrische Geländewagen Explorer von Ford. Der amerikanische Autokonzern setzte bei der Produktion des Fahrzeugs den SLA– und SLS-3D-Druck ein. Insbesondere nutzt das Unternehmen die Lösungen von Formlabs, um Prototypen von Spiegeln, Türgriffen, Teilen des Armaturenbretts sowie von mechanischen Teilen und Baugruppen herzustellen. Ford kombiniert seit langem traditionelle Produktionsmethoden mit dem 3D-Druck, um die beste Technologie für jede Anwendung zu finden und den Materialeinsatz, die Kosten, die Effizienz und die Produktionsgeschwindigkeit zu optimieren.

3D-gedruckte Teile für den Explorer SUV von Ford. (Bild: Ford)

Solar-betriebene E-Autos von Aptera

Das Unternehmen Aptera hat sich ein hohes Ziel gesetzt und will das effizienteste Solar-betriebene Elektrofahrzeug entwickeln. Die Nutzung von Solar-Energie soll dazu dienen, sich von anderen Stromquellen unabhängig zu machen und erlaubt den Nutzern laut Aptera eine Reduktion des CO2-Fußabdrucks um über 6.000 Kilogramm pro Jahr. Das futuristische Design der Aptera E-Autos inspiriert sich von Rennwägen und Kampfjets und soll durch die verbesserte Aerodynamik zur Energieeffizienz beitragen. Die Aptera Autos sollen rund 30 % weniger Energie als andere Elektro- und Hybridfahrzeuge verbrauchen. Um dieses Design zu entwickeln und in die Tat umzusetzen, setzte Aptera auf Künstliche Intelligenz und 3D-Druck von Verbundwerkstoffen. Zum konkreten Verfahren ist nichts Genaueres bekannt. Aptera möchte die Produktion Ende 2024 beginnen, sofern das Unternehmen bis dahin seine Finanzierungsziele erreicht hat. Die Aptera-Modelle sollen zwischen 25.900 und 46.000 US-Dollar Kosten.

Alpha Sol (Bild: Aptera)

LIUX Animal

Das spanische Unternehmen LIUX mit Sitz in Santa Pola hat Ende 2022 sein Konzeptfahrzeug „Animal“ vorgestellt. Es ist ein zu 100 % elektrisches, 3D-gedrucktes Fahrzeug, das die Regeln für Mobilität und Nachhaltigkeit ändern soll. Das Auto auf biologischer Basis verfügt über ein modulares Batteriepaket und ein wirklich elegantes Design. Für den Innenraum, das Äußere und einen Teil des Fahrgestells wurden Biopolymere auf der Basis von organischen Fasern und Harzen verwendet. Andere Herstellungsmaterialien sind u. a. Kork oder Leinsamen. Durch den Einsatz der additiven Fertigung ist es LIUX gelungen, die Produktionszeiten zu verkürzen, den Energieverbrauch um 70 % zu senken, das Gewicht der Karosserie zu reduzieren und dieses Elektrofahrzeug zu einer nachhaltigeren Option zu machen.

Cargo-Bike-Elektrofahrzeug UILA

Die nächste Neuheit ist besonders bemerkenswert, weil sie die Teilnehmer der Formnext 2022 mit ihrem Einfallsreichtum und Design verblüffte. Wovon ist die Rede? Natürlich vom UILA von nFrontier! Dieses kombinierte Cargo-Bike-Elektrofahrzeug wurde speziell für die nachhaltige Mobilität entwickelt und schafft eine neue Kategorie, die ideal für den Kampf gegen den Klimawandel und die Energiekrise ist. Der vierrädrige Zweisitzer wurde mit der FDM-Technologie von Stratasys für die großformatigen Karosserieteile hergestellt, während pulverbasierte SAF-Lösungen und P3-Systeme für die additive Fertigung höherer Stückzahlen für das Fahrzeug verwendet wurden. Und das Beste daran? Da es per Pedal bedient wird, ist kein Führerschein erforderlich! Damit ist es die perfekte Lösung für den Stadtverkehr.

Bild: nFrontier

Renault 5 E-tech

Das französische Unternehmen Renault hat in diesem Jahr seinen kultigen Renault 5 neu aufgelegt, jetzt in einer rein elektrischen Version, dem Renault 5 E-tech. Dieses Stadtauto mit einer Reichweite von 400 Kilometern zeichnet sich durch sein kompaktes Design und die Möglichkeit der individuellen Gestaltung aus. Einer der innovativsten Aspekte ist die Integration von 3D-gedrucktem Zubehör in den Innenraum, wie z. B. Organizer und Ablagen, die in verschiedenen Farben und Mustern erhältlich sind. Diese Elemente sind nicht nur funktional, sondern verleihen dem Fahrzeug auch einen Hauch von Originalität und verbessern das Fahrerlebnis. Darüber hinaus legt Renault großen Wert auf die Nachhaltigkeit des Modells und gibt an, dass es zu 85 % recycelt werden kann, wobei 19,4 % der Materialien recycelt werden und 26,6 % aus der Kreislaufwirtschaft stammen. Der Renault 5 E-tech, der in fünf Farben erhältlich ist, ist ein weiterer Schritt in der Strategie des Unternehmens für nachhaltige Mobilität.

Bild: Renault

Drexel Electric Racing

Wenn Sie an Rennwagen denken, denken Sie wahrscheinlich nicht direkt an Elektrofahrzeuge. Aber elektrische Rennwagen sind eine sehr reale Sache, wie das Beispiel von Drexel Electric Racing zeigt! Dieses von Studenten geleitete Team entwickelt Elektro-Rennwagen mit offenem Lenkrad, die an FSAE-Veranstaltungen teilnehmen. Und sie nutzen den 3D-Druck, um diese Elektrofahrzeuge herzustellen! Kürzlich nahm das Rennteam an der SolidCAM Additive Challenge teil, bei der sie Zugang zu den neuesten 3D-Drucktechnologien erhielten, um die Produktionsprozesse zu optimieren. Sie waren offensichtlich überzeugt, als sie die additive Fertigung von Metallen in ihren einsitzigen Rennwagen integrierten, wobei sie insbesondere auf Metallbinder-Jetting und Bound Metal Deposition™ setzten. Am Ende konnten die Studenten zwei Stahl-Hinterradspindeln und Stahl-Batteriehalterungen sowie Lenkradgriffe mit 3D-Druck aus Harz herstellen. Ein klares Zeichen für die Nützlichkeit von 3D-Drucktechnologien im Elektrofahrzeug-Rennsport!

e-Miles L7e

Die e-Miles Company ist ein Unternehmen, das sich für die Entwicklung nachhaltigerer Mobilitätslösungen einsetzt. Der Höhepunkt ihrer Aktivitäten war die kürzliche Markteinführung des e-Miles L7e, eines Elektroautos, das für die städtische Mobilität und den nachhaltigen Gütertransport konzipiert wurde. Dieses einzigartige Fahrzeug wird nicht mit einem Lenkrad und Pedalen gesteuert, sondern mit einem Drehknopf, der es für jedermann geeignet und zugänglich macht. Das Vierrad besteht zu 90 % aus 3D-gedruckten Teilen, von der Karosserie bis zur Innenausstattung. e-Miles L7e ist mit 4-kW-Batterien, die in 8 Stunden aufgeladen werden können, und einem 8-kW-Motor ausgestattet und kann eine Höchstgeschwindigkeit von 85 km/h erreichen.

Bildnachweis: The e-Miles Company

XEV YOYO

YOYO, ein Modell des italienischen Unternehmens XEV, zeichnet sich dadurch aus, dass bei seiner Herstellung 3D-Druck verwendet wurde. Dieses zu 100 % elektrisch betriebene Fahrzeug mit drei austauschbaren Batterien bietet dank dieser Technologie eine weitgehende Individualisierung. Bestimmte Teile, wie das „Blade“ (der Seitenflügel) und Innenelemente, können an die Vorlieben der Nutzer angepasst werden. YOYO ist in vier Versionen erhältlich und bietet Optionen vom günstigeren Basismodell bis hin zu einer hochwertigen Version mit größeren Rädern, einem größeren Bildschirm und einer Servolenkung. Seine Höchstgeschwindigkeit beträgt 80 km/h.

Arash Motor Company Hypercar

Die Arash Motor Company, die sich auf die Herstellung maßgeschneiderter Supersportwagen spezialisiert hat, setzt auf 3D-Druck, um die Teile für ihr neuestes Hypercar der nächsten Generation zu produzieren. Unter der Leitung von Arash Farboud, dem Gründer und Hauptkonstrukteur, hat das Unternehmen dieses Modell auf Höchstleistung getrimmt, mit einem Karbonmotor, mehreren Elektromotoren und einem optimierten aerodynamischen Design. Für dieses letzte Projekt setzte das Team drei MakerBot 3D-Drucker ein, darunter den Replicator Z18, um komplexe Teile wie die Aufhängung und die aerodynamischen Elemente zu erstellen. Der METHOD X war auch wichtig für die Herstellung von Teilen aus kohlefaserverstärktem Nylon, um das Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig die nötige Robustheit zu erhalten. Dieser Ansatz war vor allem bei Komponenten wie dem Heckflügel und dem Chassis hilfreich, bei denen es auf geringes Gewicht ankam.

Bild: UltiMaker

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