Aus unserem Archiv:

Drucksache

3D-Drucker gibt es mittlerweile schon für den Hausgebrauch, mit ihnen lassen sich einfache Formen aus Kunststoff herstellen. Bei Audi geht man einen Schritt weiter: Der 3D-Drucker im Werkzeugbau der Vier Ringe druckt hochkomplexe Teile aus Metall.

 Doktorand Sven Jansen vor dem Metalldrucker im Werkzeugbau Ingolstadt
Doktorand Sven Jansen vor dem Metalldrucker im Werkzeugbau Ingolstadt
Werte der auf dieser Seite beworbenen Fahrzeuge:

Keine Angaben

Sich selbst einscannen und als Minikopie in Kunststoff zu Hause ausdrucken, 3D-Drucker machen solche Spielereien möglich. Audi arbeitet seit mehr als zehn Jahren mit Kunststoff-3D-Druckern: Im Vorseriencenter in Ingolstadt entstehen so Prototypenteile. In der Audi R8 Produktion in Neckarsulm können Mitarbeiter Hilfswerkzeuge aus Plastik selbst herstellen und im Motorenanlaufcenter in Györ werden Montageversuche an Kunststoffmotoren durchgeführt. Dafür werden sogar biegsame und durchsichtige Schläuche im 3D-Drucker hergestellt.

Biegsam sind die Teile, die der Drucker im Werkzeugbau in Ingolstadt fertigt, nicht. Dafür aber hart wie Stahl. Seit Oktober 2014 wird hier mit einem ganz neuen Produktionsverfahren gearbeitet: 3D-Druck in Metall. Der neue Drucker ist ein Multifunktionstalent. Er kann Bauteile aus Aluminium, Stahl und Titan herstellen. Anders als viele Kunststoffdrucker arbeitet er nicht mit einem feinen Draht sondern mit Pulver. Mit einer Gummiklinge zieht die Anlage dabei eine hauchdünne Pulverschicht auf eine Platte. Dann schmilzt ein Laser das Pulver an den Stellen, an denen später das Metallteil entstehen soll. Dazu muss das virtuell konstruierte Teil vorher von einer Software in feine Scheiben zerlegt werden. Ist die geschmolzene Pulverschicht erstarrt, fährt die Platte ein Stückchen nach unten. Der Vorgang wiederholt sich. So entsteht mit dem Laserschmelzverfahren Schicht um Schicht ein Metallteil.

Im Werkzeugbau kommt der Metalldrucker immer dann zum Einsatz, wenn ein Teil mit herkömmlichen Fertigungsmethoden wie Drehen oder Fräsen nicht herzustellen ist. So wie das neue Kühlsystem für Druckguss- und Warmumformwerkzeuge. Sven Jansen, Doktorand bei Audi, hat es entwickelt. „Ziel war es, die Kühlung in der Gussform zu verbessern, damit das Teil in der Form schneller erkaltet“, erklärt der Ingenieur. Besonders problematisch: Der runde Eingussverteiler für das flüssige Aluminium, hier dauerte das Kühlen bisher besonders lange.

Für die Lösung des Problems ließ sich Jansen von der Natur inspirieren. Wie das Kapillarsystem der Haut sollte sich die neue Kühlung an die Form des Eingussverteiler anpassen. „Dass bionische Strukturen, wie ein Kapillarsystem, große Vorteile bieten, habe ich schon im Studium gelernt. Das Problem dabei war bisher die Herstellung solcher Teile.“ Doch mit dem Metalldrucker ist genau das möglich. Die neue spiralförmige Kühlung ist direkt in das Bauteil integriert, muss nicht erst nachträglich gebohrt werden und macht den Gießzyklus um 20 Prozent schneller.

Der Metalldrucker ermöglicht mehr Spielraum bei der Konstruktion. Er macht bionische Strukturen realisierbar, zum Beispiel in Form von Bienenwaben. So werden Bauteile stabiler und leichter. Zudem spart er Material, da das überschüssige Pulver wiederverwendet werden kann.

Drucksache

Aus dem Metalldrucker: Baugruppe eines Türinnenteils

Die Zukunft des Metalldrucks ist vielfältig. Günstige Prototypenwerkzeuge wären denkbar, individuelle Kundenwünsche in der Kleinserie vielleicht bald schnell umzusetzen. In einem Versuch wurden sogar bereits Ersatzteile für ein Audi 80 Coupé gedruckt und erfolgreich eingebaut. Das neue Fertigungsverfahren könnte auch den Leichtbau weiter voranbringen. Bis ganze Karosserieteile mit bionischen Strukturen im 3D-Metalldrucker entstehen, müssen die Drucker aber erst noch an Größe gewinnen. Denn aktuell ist der Druckraum ungefähr auf Schuhkartongröße begrenzt.

 

 

Artikel kommentieren

Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.

Elias

12. August 2017 um 11:00
Sehe ich ganz genau so, in Zukunft werden wir mehr und mehr von der 3D Druck Technologie profitieren können, ob im großen Maßstab, wie z.B bei Audi aber auch im kleinen Maßstab bei jedem zu Hause. :)

Hans

11. July 2017 um 10:57
Für mich ist die 3D Druck Technologie die mit dem größten Potenzial, welche auf keinen Fall eine Spielerei ist. Ich denke gerade in der Industrie und der Medizin wird sich noch unglaublich viel entwickeln. Vor allem die Möglichkeit, mit Metall anstatt Kunststoff zu drucken, macht einen großen Fortschritt aus. So können Märkte erschlossen werden ( wie der Automarkt), die man vorher niemals für möglich gehalten hätte.

Liebe Grüße

A. Anderson

8. April 2017 um 20:47
Ich stimme Markus zu was das angeht.
Seit es 3D Drucker für den Privatgebrauch gibt wird die ganze Technologie einem als Spielerrei verkauft, wobei eigentliche und praktische Anwendungen weniger diskutiert werden.
Toll zu sehen, dass die Technik, die beim besten Autobauer der Welt anwendung findet auch für uns kleinen Leute verfügbar ist.

Peter

9. January 2017 um 14:20
Das Potential dieser Technologie kann aber meiner Meinung nach nur in Verbindung mit anderen Hilfsmitteln voll ausgeschöpft warden. Dazu gehören FEM Simulationen und Tomographische Scans.

Robert

6. December 2016 um 21:15
Gibt es auch Informationen dazu ob und wenn ja, wie viel Geld sich mit dem 3D drucken von Prototypenteile sparen lässt?

Beste Grüße

Stephanie Huber

12. December 2016 um 10:37
Hallo Robert, danke Ihnen für Ihre Fragen. Das Einsparpotential von Bauteilen aus dem 3D-Drucker variiert stark, da es abhängig vom Anwendungsfall, dem Material und der Baugröße ist. Es lohnt sich zum aktuellen Zeitpunkt bei komplizierten Bauteilgeometrien und Baugruppen, die bei der konventionellen Herstellung gefügt werden müssten. Hier hat der 3D-Druck einen Vorteil.

Herzliche Grüße aus der Social Media-Redaktion

Marcus

18. March 2015 um 13:46
3D-Drucker sind ja echt eine tolle Erfindung. Ich hatte bisher noch nie daran gedacht, dass man damit auch wirklich sinnvolle Sachen drucken kann. Dieser Artikel ist ein Beispiel dafür, dass sich eigentlich doch jede neue Technologie lohnt!

Gruß
Marcus