Metall-3D-Druck: EOS und Audi erreichen weiteren Meilenstein

Seit Jahren nutzt der Automobilhersteller Audi die additive Fertigung zum Prototypenbau, sowie zur Herstellung von Hilfswerkzeugen. So wird im Audi Anlauf- und Analysezentrums in Neckarsulm der Kunststoff-3D-Druck bereits seit geraumer Zeit als wesentlicher Bestandteil in den Produktionsprozess integriert. Der Automobil-Riese, Teil des Volkswagen Konzern, hat 2017 ein eigenes Metall-3D-Druckzentrum in Ingolstadt eröffnet.  Dort lag der Fokus zunächst auf der Herstellung von Ersatzteilen – heute produziert das Unternehmen einige Werkzeugteile bereits ausschließlich im SLM-Verfahren. Dabei setzt das Unternehmen auf EOS M 400 Modelle, welche es Audi für einige Teile ermöglicht, sich vollständig von traditionellen Fertigungsmethoden wie dem Spritzguss zu verabschieden.

Audi nutzt den industriellen 3D-Drucker EOS M 400 zur Fertigung von Werkzeugsegmenten (Bildrechte: AUDI AG).

EOS und Audi arbeiten bereits seit Jahren gemeinsam an der Weiterentwicklung der additiven Fertigung innerhalb des Unternehmens. Im Jahr 2016 hat EOS den Automobilproduzenten beim Aufbau des Metall-3D-Druckzentrum beratend zur Seite gestanden. Seither werden dort Werkzeuge und Bauteile aus Metallpulver im Laserschmelzverfahren produziert. In den vergangenen Jahren konnten die Audi-Experten in Ingolstadt mehr als 100.000 Teile herstellen, welche in ausgewählten Modellen verbaut und so allmählich den Weg zur Serienfertigung gefunden haben. Laut EOS stellt der jetzig Wandel einen bedeutenden Meilenstein in der Zusammenarbeit der beiden Unternehmen dar. Demnach soll Audi ausgewählte Werkzeugsegmente zur Warmumformung nur noch additiv fertigen. Nach Angaben von EOS wird die EOS-Technologie aktuell bei zwölf Segmenten von vier Werkzeugen zur Warmumformung eingesetzt. Der Druck von deutlich mehr Segmenten sei geplant. Momentan dienen die Werkzeugsegmente zur Herstellung von Karosserieteilen, unter anderem für den Audi A4. Die additive Fertigung soll jedoch in Zukunft auch den Bau von Elektrofahrzeugen unterstützen.

Der Umstieg von traditionellen Herstellungsverfahren zur additiven Fertigung bietet zahlreiche Vorteile für Automobilhersteller. Ein wesentlicher Faktor stellt die Möglichkeit Werkzeuge intern selbst produzieren zu können dar. Dadurch können nicht nur Lieferzeiten signifikant reduziert sondern eine erhöhte Flexibilität, Effizienz und Individualisierung der Produkte erzielt werden. Die additive Fertigung kann aber beispielsweise auch zur Produktion von individuellen Ersatzteilen genutzt werden, welche heute serienmäßig nicht mehr produziert werden. Außerdem ermöglicht der 3D-Druck die Integration hochkomplexer, bauteilspezifischer Kühlkanäle, welche in den Werkzeugen für eine homogenere Kühlung sorgen. Dies sorgt für kürzere Zykluszeiten und stellt sicher, dass die Fahrzeugteile zu hervorragender Qualität für die Serienproduktion produziert werden können. Mit dem EOS M 400 werden Werkzeugsegmente mit einer Länge von bis zu 400 mm und einem Gewicht von bis zu 120 kg hergestellt.

Darstellung eines Topologie optimierten, 3D-gedruckten Werkzeugsegments mit optimierter Kühlung. (Bildrechte: Audi AG)

Matthias Herker, technischer Projektleiter im Audi 3D-Druckzentrum Metall, sagt: „Von der ersten Qualifikation durch EOS über die interne Weiterentwicklung der gesamten Prozesskette bis hin zur Standardisierung eines neuen Fertigungsverfahrens: Nun ernten wir die Früchte einer jahrelangen Entwicklung innerhalb der Audi Produktion. Wann immer die konventionellen Herstellungsmethoden an ihre Grenzen stoßen, greifen wir auf die additive Fertigung zurück – und können somit die Qualität beziehungsweise Fertigungszeit einhalten.“

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*Titelbild Bildrechte: EOS