3D-Druck in der Industrie

Partnerprojekt 3i-PRINT

3D-gedruckter Vorderwagen für VW Caddy

Die Unternehmen Altair, APWORKS, csi entwicklungstechnik, EOS GmbH, GERG und Heraeus präsentieren im Rahmen ihres Partnerprojekts 3i-PRINT eine 3D-gedruckte Vorderwagenstruktur für einen alten VW Caddy. Mit ihrem Konzept stellen die Tech-Experten das volle Potenzial des industriellen 3D-Drucks für die Automobilindustrie vor.

3i-PRINT

Das Projekt 3i-PRINT möchte mit dem Caddy-Konzept aufzeigen, was technologisch in Zukunft möglich ist. In dem gemeinsamen Entwicklungsprojekt haben die Unternehmen alle Schritte der Prozesskette abgedeckt: von Design, Auslegung, Berechnung und Konstruktion bis hin zu Bau und Nachbearbeitung der Baugruppe. Die Umsetzung von der Idee bis zum fertig umgebauten Fahrzeug erfolgte innerhalb von nur neun Monaten.

 

Lasttragende, organische Strukturen

Die Vorderwagenstruktur ist besonders leicht und gleichzeitig stabil und verfügt über ein hohes Maß an Funktionsintegration. Vor dem Hintergrund der Elektrifizierung im Automobilbereich, zum Beispiel bei Antrieb und Aktuatoren, waren das Wärmemanagement sowie die Bauraum-und Gewichtsreduzierung entscheidende Punkte für die Konstruktion des innovativen Vorderbaus. Zudem galt es, die strukturellen Anforderungen bezüglich Fahrzeugsicherheit, Leistung und Komfort zu erfüllen. Entsprechend verfügt der additiv gefertigte Vorderwagen über lasttragende Strukturen mit Details zur aktiven und passiven Kühlung–beispielsweise in Form eines geleiteten Luftstroms für die Kühlung von Batterien und Bremsen. Darüber hinaus wurden Funktionen aus dem Wärmemanagement, der passiven Sicherheit, der Flüssigkeitsspeicherung und andere Funktionen in das organische, lastgetriebene Design des Frontmoduls integriert. So ist der Wischwasserbehälter im Zuge der Topologie Optimierung direkt in die Vorderwagenstruktur integriert.

Das Vorgehen

Mit diesen Zielen vor Augen begannen die Experten der Firmen csi entwicklungstechnik mit Design, Berechnung und Konstruktion der Vorderwagenstruktur. Das Unternehmen entwickelt für Hersteller und Zulieferer der Automobilbranche hochwertige Module im Karosserie-,Interieur-und Exterieur-Bereich.
Die Firma GERG ist ein führender Anbieter innovativer Lösungen im Bereich Prototypen und Kleinserien für die Automobil- und Luftfahrtindustrie und übernahm im Zuge des Projektes den Rahmenbau aus den additiv gefertigten Einzelbauteilen.
Bei Auslegung, Berechnung, Simulation und Konstruktion kamen dabei die Software-Lösungen von Altair zum Einsatz, das als führendes Unternehmen die breite Anwendung von Simulationstechnologie entwickelt und unterstützt.
Nach erfolgreicher Simulation und Konstruktion des Konzepts erfolgte die finale Auslegung der Bauteile auf den 3D-Druck durch die Firma APWORKS, die ihr Knowhow zur Druckvorbereitung beisteuerte und die additive Fertigung der Strukturelemente umsetzte. Als hundertprozentige Tochter von Airbus ist das Unternehmen bestens mit modernen Fertigungsprozessen vertraut und macht aus der Luftfahrt bewährte Konzepte für verschiedenste Industrien nutzbar. Für den Bau des Vorderwagens setzte APWORKS auf ein System von EOS, dem führenden Technologieanbieter für den industriellen 3D-Druck von Metallen und Kunststoffen.
Für die Produktion der Bauteile lieferte und qualifizierte der Metallpulverspezialist Heraeus die von APWORKS entwickelte technisch hoch-feste Aluminium-Legierung Scalmalloy®. APWORKS unterstützte mit der Entwicklung der idealen Parametersätze den Druckprozess auf dem System EOS M 400.

Dank additiver Fertigung und innovativem Werkstoff gelang es so, die Möglichkeiten der Funktionsintegration zu demonstrieren, die traditionelle Fertigungsverfahren nicht bieten.

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