Continental Engineering Services nutzt 3D-Druck für Luxus- und Sportwagenkomponenten
Der 3D-Druck ist eine Technologie, die sich für verschiedene Zwecke und Anwendungen eignet, vom Prototyping bis zur Produktion. Bekanntlich wird diese Technologie in verschiedenen Bereichen eingesetzt, von der Medizin bis zur Luft- und Raumfahrt, und sie wird auch für die Herstellung von Komponenten für Luxus- und Sportwagen verwendet. Allerdings setzen bisher nur wenige Automobilhersteller, die Luxus- und Sportwagen produzieren, konsequent auf die additive Fertigung von Endteilen.
Es gibt jedoch einige Unternehmen, die Additive Manufacturing (AM) in ihre Produktionseinheiten integrieren. Eines davon ist Continental Engineering Services (CES), ein in Frankfurt ansässiges Unternehmen, das Automobilkomponenten produziert und entwickelt und darüber hinaus umfassende Ingenieurdienstleistungen anbietet. Continental Engineering Services führt einen Kampf zur Unterstützung von AM, um das Bewusstsein der Luxusautohersteller zu schärfen und mögliche Zweifel oder Vorurteile gegenüber dieser Technologie auszuräumen.
Stefan Kammann, Direktor von ADaM, dem Kompetenzzentrum für additive Konstruktion und Fertigung bei Continental Engineering Services.
Im Jahr 2017 schuf das Unternehmen eine eigene Produktionseinheit in Form eines Kompetenzzentrums für additives Design und Fertigung und nannte es ADaM (Additive Design and Manufacturing). Im Rahmen von ADaM werden sowohl Kunststoffteile, in der Regel Prototypen oder Teile für Testzwecke, als auch endgültige Metallteile gefertigt. Um die zahlreichen Anforderungen des Marktes zu erfüllen, werden bei ADaM zahlreiche Technologien eingesetzt, darunter SLM, FDM, SLA und DLP. Die Einheit beschäftigt derzeit 20 Mitarbeiter. ADaM arbeitet an der Verbesserung seiner automatisierten Produktionslinie mithilfe des 3D-Drucks. Dies ermöglicht die Entwicklung von maßgeschneiderten, kostengünstigeren und effizienteren Lösungen, die Probleme lösen, die in der gesamten Produktionskette auftreten können, und deren Betrieb beschleunigen.
3D-gedruckte Komponenten für Luxus- und Sportautos
Die Kunden von Continental Engineering Services sind Hersteller von Luxus- und Sportautos, die extrem hohe Qualitätsanforderungen stellen. Die von ihnen benötigten Komponenten müssen äußerst langlebig sein und einen starken optischen Eindruck hinterlassen. Und genau hier kommt der 3D-Druck ins Spiel. „Nur der 3D-Druck ist in der Lage, solch glatte Oberflächen zu erzeugen“, sagt Firmenchef Stefan Kammann und verweist auf seine eigenen Pedale für Luxus- und Sportwägen, die im 3D-Druckverfahren aus Metall hergestellt werden. Kammann nutzt AM für den 3D-Druck von Pedalen, Bremssätteln, Spiegelgehäusen, Displays und Steuergeräten.
Der 3D-Druck wird jedoch nicht nur eingesetzt, um Kundenanforderungen zu erfüllen. Er wird auch eingesetzt, um Wartungsarbeiten zu vereinfachen. Kammann erzählt, wie sein Team plötzlich Probleme mit der Schutzgasdüse für die Schweißzelle der Roboterarme bekam. Also beschlossen die Ingenieure, ein neues Teil zu entwerfen und zu drucken, das auf herkömmliche Weise unmöglich herzustellen gewesen wäre: In kürzester Zeit löste die additive Fertigung ein Problem, das die Produktionskette hätte verlangsamen oder sogar unterbrechen können.
3D-Druck verbessert die Leistung von Bremssätteln
Ein Beispiel für einen erfolgreichen Anwendungsfall, bei dem CES den 3D-Metalldruck für eine Endanwendung einsetzte, war die Produktion von Bremssätteln für mehrere Automobilhersteller. Dies wurden per LPBF auf den 3D-Druckern der TruPrint 3000-Serie von TRUMPF hergestellt und erwiesen sich als leistungsfähiger als die mit herkömmlichen Produktionsmethoden hergestellten Bremssättel.
Um diese Bremssättel zu entwickeln, führte das ADaM-Team eingehende Analysen mithilfe der Computertomographie und Zugversuche an den mechanischen Bauteilen durch. Außerdem unterzogen sie die Teile dynamischen Belastungstests, indem sie sie für die Dauer von rund 30.000 Zyklen einem hohen Druck aussetzten. Die Ergebnisse waren durchweg positiv: Die im 3D-Druckverfahren hergestellten Bremssättel erwiesen sich als stabiler als die mit herkömmlichen Methoden hergestellten. Neben den Leistungsvorteilen ermöglichte der 3D-Druck eine deutliche Verkürzung der Produktionszeiten. Während der Prozess beim Sandguss zwölf bis 14 Wochen dauert, reduziert sich die Zeit bei der additiven Fertigung auf nur eine Woche. Obwohl bei Großserienaufträgen traditionelle Verfahren günstiger sind, erweist sich der 3D-Druck als ideale Lösung für die Produktion von Kleinserien. Zur Überlegenheit der mit dem 3D-Druck hergestellten Bremssättel erklärt Kammann: „Dieser Test war für unseren Kunden ausschlaggebend, der sich für die künftige Produktion von Bremssätteln für die additive Fertigung entschied.„
Ein Beispiel für einen Bremssattel, der von Continental Engineering Services entwickelt wurde.
Trotz der Bedenken der Erstausrüster hinsichtlich der Reife der AM-Technologien und der Schwierigkeiten, Mobilitätszertifizierungen zu erhalten, zeigt die Arbeit von Unternehmen wie CES, dass die additive Fertigung eine echte Chance darstellt. Obwohl der 3D-Druck nicht für alle Produktionsarten geeignet ist, bietet seine Integration mit traditionellen Methoden erhebliche Vorteile. Obwohl die Technologie noch relativ jung ist, wird sie ständig weiterentwickelt und verbessert, insbesondere im Automobilsektor. Man muss sich nur ansehen, wie die NASA diese Technologie seit Jahren für die Herstellung fortschrittlicher Komponenten einsetzt oder wie zahlreiche Krankenhäuser sie täglich nutzen, um die Lebensbedingungen der Patienten zu verbessern. Angesichts dieser Anwendungen und Kammanns Aussage ist zu hoffen, dass immer mehr Unternehmen der Luxus- und Sportwagenbranche den Wert des 3D-Drucks erkennen und ihn in ihre Produktionsprozesse integrieren, um die Effizienz und Flexibilität zu verbessern.
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*Titelbildnachweis: TRUMPF
