Renault und CEA bringen mit 3D-Druck mehr Komfort ins Auto

Die Renault-Gruppe und die französische Kommission für Atomenergie CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) haben vor Kurzem verkündet, mithilfe von 3D-Druck neue Maßstäbe für die Inneneinrichtung von Autos zu setzen. Nach zwei Jahren gemeinsamer Forschung und Tests konnten sie eine Materialstruktur entwickeln, die mehr Individualisierung und Leistung bei der Innenausstattung von Fahrzeugen ermöglicht. Diese vereinte technische Expertise hat sich bereits letztes Jahr bewährt gemacht, denn 2023 stellten die Renault Group und die CEA ein hocheffizientes bidirektionales Ladegerät für Elektrofahrzeuge her. Werfen wir nun einen Blick auf das neueste Ergebnis dieser fruchtbaren Partnerschaft.

Durch die Kombination von digitalem Design und 3D-Druck wurde eine organisierte Gitterstruktur (lattice) entworfen. Die einzelnen Stränge und Maschen dieser Struktur können dreidimensional parametrisiert werden, sodass dadurch mehrschichtige Netzwerke entstehen, deren Schichten eine einzigartige Funktion erfüllen. Obwohl diese Konzeption technisch herausfordernd ist, erfolgt die anschließende Produktion sehr zeiteffizient in einem Schritt per 3D-Druckverfahren. Dies vermeidet die ansonsten übliche Zusammensetzung von Einzelteilen und Sitze, Polster etc. können in einem Durchgang gedruckt werden. Für die Innenraumteile verwendeten Renault und CEA das Material TPU. Dieses verfügt über adaptive mechanische Eigenschaften und weist eine verbesserte Leistung auf. Außerdem ist es recycelbar und es wird weiterführend daran geforscht, das Material auf seine Kompatibilität mit Bio-Ressourcen zu prüfen.

Bild: H. Gleyzes / CEA

Sowohl Material als auch Fertigungsverfahren und Design tragen dazu bei, die Innenraumteile leichter, leistungsstärker und personalisierbarer zu gestalten. Bei Autositzen konnte eine Gewichtsreduktion von 30 % erzielt werden, bei gleichzeitig reduzierter Bauteildicke. Ein weiterer Hauptmotivator für die Forschung war, bequeme Innenausrüstung zu schaffen, die gleichzeitig ihren Zweck erfüllt. Die gedruckte TPU-Struktur wird diesen Anforderungen gerecht und ein einziges Material sorgt so für Komfort, Polsterung, Stoßdämpfung und Stütze der Innenausstattung. Mit herkömmlichen Stoffen wäre dies nicht umsetzbar gewesen.

Renault und CEA zielten mit ihrem Ansatz auch darauf ab, individualisierbare Komponenten zu schaffen. Der 3D-Druck ist ein Verfahren, der individuelle Formgebung, Textur und Personalisierung in vielerlei Hinsicht zulässt. So können sich die gefertigten Innenraumteile an die individuelle Körperform des Nutzers anpassen, was zusätzlich den Komfort beim Fahren verstärkt. Diese Gründe sind auch ausschlaggebend dafür, dass sich CEA und Renault verstärkt auf AM fokussieren wollen. Wurden bei Renault bisher Werkzeugteile und Prototypen per 3D-Druck gefertigt, hält die additive Fertigung nun Einzug ins Design, wie dieses jüngste Beispiel belegt. Auch die CEA erkennt die Potentiale des 3D-Drucks, wie François Legalland, Direktor des CEA-Liten betont:

Die fast völlige Freiheit beim Design, die Einsparung von Material oder die Optimierung des Gewichts, die Personalisierung, die Integration von Funktionen oder die Verkürzung der Fertigungszeiten machen die additive Fertigung zu einer Branche, die von der CEA nachdrücklich unterstützt wird. Diese Realisierung mit der Renault Group bestätigt die Stärke dieser Disziplin rund um die Entwicklung neuer Materialien, die dank des Designs architektonisch gestaltet werden, ihre Charakterisierung und ihre Integration in Anwendungsbereiche.

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*Titelbildnachweise: Renault