Das selbstfahrende Fahrzeuge früher oder später zu unserem Alltag zählen werden, haben nicht nur die Autohersteller selbst erkannt. Namhafte Automobil-Giganten wie Volkswagen, Audi und Daimler bekommen zunehmend Konkurrenz von Tech-Riesen wie Google oder Apple und anderen Herstellern, welche Mobilität neu zu denken wissen. Dabei sind sich Experten einig, dass dieser dynamische Wettbewerb, der Branche zur neuen Blüte verhelfen wird. Der 3D-Druck, Künstliche Intelligenz und Elektro-Mobilität zählen mitunter zu den treibenden Kräften, welche die Produktion als auch den Einsatz von Fahrzeugen, nicht nur effizienter sondern auch ökologischer gestalten sollen. Aus der bestehenden Vielzahl an Innovationen in der Automobilbranche, wollen wir in diesem Artikel einige Beispiele nennen, welche im Jahr 2021 unsere Aufmerksamkeit verdienen.
BMW will noch in diesem Jahr die Serienproduktion des iX starten
Da für diese, dritte Revolution des Automobils, verschiedenste Technologien gemeinsam zum Einsatz kommen, spezialisieren sich einige Unternehmen verstärkt auf die Entwicklung von Teilkomponenten. Beispielsweise kooperiert BMW mit Intel und Mobileye, um gemeinsam den BMW iX auf den Markt zu bringen. Für diesen setzt der Automobil-Riese neben einem vollelektrischen Antrieb, auf eine 5G-Datenübertragung und läutet dadurch ein neues Zeitalter für die Car-to-X-Kommunikation ein. Außerdem ist BMW dafür bekannt, die Vorteile der additiven Fertigung, für dessen Prototypen, Bauteile und Fahrzeugkomponenten zu nutzen. Das firmeneigenen Additive Manufacturing Center in München fertigt dafür jährlich mehr als 100.000 Teile aus Metall oder Kunststoff im 3D-Druck. Für die Präsentation des iX Modell wurde ein 3D-gedruckter Kühlergrill verarbeitet, welcher die intelligente Plattform darunter gekonnt verkörpert. Ob und inwiefern dieser für den Serienstart des BMW iX zum Einsatz kommt, ist noch unklar. Die Markteinführung ist für Ende dieses Jahres geplant.
Hyundai’s TIGER-X1 soll unbemannte Mond Expeditionen ermöglichen
Aber auch andere Unternehmen warten dieses Jahr mit neuen Fahrzeugmodellen auf und integrieren die additive Fertigung in ihren Herstellungsprozess. Darunter findet sich beispielsweise der südkoreanische Automobilhersteller Hyundai, welcher in Zusammenarbeit mit Autodesk, ein vierbeiniges Roboter-Auto Konstrukt, vorstellt. Der Tiger (engl. für Transforming Intelligent Ground Excursion Robot), der vom New Horizon Studio in Kalifornien für eine Transportstudie entwickelt wurde, könnte zu einem möglichen Zukunftsmodell für unbemannte Mond und Moor Expeditionen werden.
Der TIGER könnte zukünftig für Mond Expeditionen zum Einsatz kommen. (Bildrechte: Hyundai)
Das New Horizon Studio, welches Teil der Hyundai Motor Group ist, will mit dem Tiger-X1, Mobilität jenseits der Straßen ermöglichen. Um die Fortbewegung auf sonst eher ungewöhnlichen Geländen, wie der Mondoberfläche, sicherzustellen, kommen 360-Grad Sensoren sowie flexible Roboterbeine zum Einsatz. Diese, das Fahrgestell als auch die Reifen, werden im 3D-Druckverfahren gefertigt. Als Filament setzt Hyundai auf Kohlefaser als Verbundwerkstoff. Dieses Material bietet den großen Vorteil, resistent zu sein und dennoch durch seine Leichtigkeit zu bestechen. Genau wie BMW, hat auch Hyundai Mobis, der Automobilzulieferer der Hyundai-Kia-Group, 2.8 Millionen Dollar in eine Werkstatt für 3D-Druck unterstütztes Prototyping von Fahrzeugteilen investiert. Darüber hinaus gibt das Unternehmen an, dank der Materialise Software Streamics, ihre additiven Fertigungsprozesse optimiert zu haben. Laut Hyundai, sollen so 77% der einst notwendigen Arbeitsstunden im Prototyping-Prozess obsolet geworden sein.
PIX Moving nutzt WAAM zur Fertigung autonomer Fahrgestelle
Wie bereits erwähnt, bietet das neue Zeitalter der Mobilität insbesondere jungen Unternehmen die Möglichkeit, out-of-the-box zu denken und mit ausgeklügelten Unternehmensmodellen, traditionelle Automobilhersteller in den Schatten zu stellen. Dies zeigt sich auch am Beispiel des 2014 gegründeten Startup PIX Moving, welches Robotertechnik, digitale Fertigungsprozesse und Metall-3D-Druck miteinander kombiniert, um die Automobilindustrie gleich in mehreren Bereichen zu revolutionieren. In der Produktpalette finden sich unter anderem Fahrzeugchassis wie der PIXBOT oder der PIXLOOP, welche mittels Wire-Arc-Additive-Manufacturing (WAAM) produziert werden. Diese Technologie, auch additives Aufschweißverfahren genannt, eignet sich vor allem zur Herstellung von größeren, hochwertigen Bauteilen oder Endprodukten.
Der PIX LOOP wird im WAAM 3D-Druckverfahren hergestellt. (Bildrechte: PIX MOVING)
Pix setzt in der Fertigung ihrer autonomen Fahrgestelle auf generatives Design, welches im Workflow durch einen, vom Unternehmen selbst konzipierten, Algorithmus mit dem Namen “Slime Mold Algorithm” unterstützt wird. Dieser bewertet die Designs anhand einer statischen Finite-Elemente-Analyse (FEA) und optimiert diese anhand von Spannungs- und Verformungssimulationen. Im Anschluss wird das erstellte Modell von einem Mitarbeiter überprüft und gegebenenfalls werden Nachbesserungen vorgenommen. PIX’s Ziel ist es, mit WAAM die Massenfertigung von Chassis-Strukturen für autonome Fahrzeuge voranzutreiben und dabei erhebliche Gewichtseinsparungen und minimale Vorlaufzeiten sicherzustellen. Laut Angaben des Unternehmens sollen durch den 3D-Druck die Herstellungskosten um 60 % gesenkt und die Durchlaufzeit um etwa 75 % reduziert werden können.
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*Bildrechte Titelbild: BMW