Automobilbranche profitiert maßgeblich von 3D-Druck

Die bedeutendste Industrie in Deutschland ist laut dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschatz mit Abstand die Automobilbranche. Im Jahr 2021 wurden 411 Milliarden Euro von den Unternehmen der Industrie erwirtschaftet. Zudem konnte im gleichen Jahr dadurch 786.000 Personen ein Arbeitsplatz gewährt werden. Um die Produktion langfristig effizienter zu machen darf die additive Fertigung natürlich nicht fehlen.

Die Automobilbranche war eine der Ersten, die den 3D-Druck einsetzte, zunächst zur Herstellung von Prototypen und nach und nach zur Konstruktion von Fertigteilen. Aus einer von SmarTech Publishing veröffentlichten Studie geht hervor, dass der Markt allein mit dem 3D-Druck von Fertigteilen einen Umsatz von 9 Mrd. US-Dollar erzielen dürfte, achtmal mehr als 2019. Es gibt bereits einige 3D-gedruckte Fahrzeuge und auch bei Toyota kommt die additive Fertigung zum Einsatz. In eines der Werke des globalen Herstellers in Polen werden Hilfswerkzeuge mit dem Zortrax M300 Plus 3D-gedruckt. Diese Vorrichtungen sollen dabei helfen, eine reibungslose Montage zugewährleisten.

Wie werden die 3D-gedruckten Teile genau bei Toyota eingesetzt?

Die Ingenieure bei Toyota nutzen 3D-gedruckte Abdeckungen, um sicherzustellen, dass die Ventilhebel eines Motors beim Transport zu einer anderen Montagestation nicht in eine andere Lage geraten. Zudem gewährleistet die Vorrichtung eine sichere Beförderung des Motors auf einer Plattform ohne Verrutschen. Sobald das Teil angekommen ist, können die Abdeckungen entfernt werden. Kondek, ein 3D-Druck Engineer, betont:

„Die Ventilhebelabdeckungen zeigen den Vorteil der 3D-Drucktechnologie, wenn es um schnelle Geometrieänderungen und spontane Designanpassungen geht“.

Eine weitere Anwendung stellt die Motorblockabdeckung dar. Die Vorrichtung dient als Abdeckung von technischen Hohlräumen, somit wird verhindert, dass Gegenstände wie Werkzeuge in diese Bereiche fallen. Diese angestrebte Absicherung ist ausschlaggebend für die Funktion des Endmotors. Zudem ist zu erwähnen, dass fast alle der gefertigten Schablonen mittels der Layer Plastic Deposition Technologie (LPD) gedruckt werden. Die Vorgehensweise ist vergleichbar mit der FDM-Technologie, da beide der Familie der Materialextrusion angehören, jedoch wird dem LPD-Verfahren nachgesagt, feinere Ergebnisse zu liefern.

3D-gedruckte Ventilhebelabdeckung, hergestellt im Toyota-Werk (Bild: zortrax)

Effizientere Produktion dank additiver Fertigung

In der Vergangenheit wurden die Vorrichtungen von externen Dienstleistern hergestellt. Diese nutzten CNC-Maschinen und andere Werkzeuge, die für die subtraktive Fertigung ausgestattet sind. Das Problem hierbei war die Unsicherheit, ob eine neu entwickelte Vorrichtung auch wirklich gedruckt werden konnte. Genau hier schreitet die additive Fertigung ein. Seit einigen Jahren kann nun jede beliebige Vorrichtung selbst 3D-gedruckt werden. Obwohl 3D-Druck in der Automobilindustrie nicht die schnellste Technologie ist, kann diese Art der Fertigung mit Flexibilität punkten. Es gibt keine Notwendigkeit mehr, Ersatzteile auf Vorrat zu produzieren, da diese bei entsprechender Nachfrage 3D-gedruckt werden können. Auch ist die Möglichkeit zahlreiche Geometrien zu drucken, von Vorteil, da hiermit der Innovation bei der Planung von neuen Entwürfen nun nichts mehr im Weg steht. Zuletzt autorisiert die Technologie das Automobilunternehmen zu einer gewissen Autonomie, denn jetzt ist man deutlich unabhängiger von nicht beeinflussbaren Faktoren, wie z. B. Ressourcenknappheit beim Zulieferer. Infolgedessen hat sich die Fertigungszeit bei Toyota drastisch verringert, in einigen Fällen sogar von Wochen auf Tage. Insgesamt habe sich die Investition bereits innerhalb eines Jahres rentiert.

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*Titelbildnachweis: The Business Journals