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13.04.2023
Lightweight Trend
Fachbericht
3D-Gusskerne für vollelektrische Limousinen
Mit den 3D-Druckern eines deutschen Zulieferers stellt ein US-Unternehmen Strukturbauteile für vollelektrische Limousinen in Serie her. Nach eigenen Angaben druckt der Hersteller Gusskerne großformatiger, gewichtssparender Strukturbauteile mit den weltweit größten 3D-Sanddruckern, was die Produktion im Vergleich zur konventionellen Fertigung vereinfacht.
Die Unterbodenstruktur der vollelektrischen Limousine Cadillac Celestiq besteht aus sechs großen Präzisionssandgussteilen aus Aluminium. Um die Strukturen wirtschaftlich und so leicht wie möglich zu realisieren, setze der amerikanische Hersteller von Gussteilen, Tooling & Equipment International (TEI), bei der Produktion aller Innenkerne auf additive Fertigung. Dafür arbeitet das US-Unternehmen mit einem deutschen Zulieferer von industriellen 3D-Druckern, Voxeljet, zusammen. Das Drucksystem ermögliche Versteifungsmerkmale der Hohlprofile, die mit konventioneller Fertigung nicht wirtschaftlich machbar seien.
Jedes der sechs Sandgussteile reduziere die Gesamtanzahl um 30 bis 40 Komponenten im Vergleich zu einer typischen gestanzten Konstruktion. Da jedes Strukturteil über vollständig bearbeitete Schnittstellen verfüge, lassen sich die sechs Gussteile präzise montieren und enge Toleranzen für die Fertigung der Baugruppen einhalten.
Jedes Gussteil ersetzt bis zu 40 Komponenten
Bei der Produktion eines jeden Fahrzeugunterbodens braucht der Hersteller insgesamt 51 additiv gefertigte Sandkerne. Mit dem zugelieferten 3D-Drucksystem drucke er in einer Nacht Hunderte von Innenkernen. Die Kerne werden nach dem Druck geglättet, mit einer feuerfesten Beschichtung versehen, in Sandformen eingelegt und schließlich in einem Niederdruck-Füllverfahren gegossen.Jedes der sechs Sandgussteile reduziere die Gesamtanzahl um 30 bis 40 Komponenten im Vergleich zu einer typischen gestanzten Konstruktion. Da jedes Strukturteil über vollständig bearbeitete Schnittstellen verfüge, lassen sich die sechs Gussteile präzise montieren und enge Toleranzen für die Fertigung der Baugruppen einhalten.
Wenig Bauteile, einfache Montage
Der großformatige Formen- und Kerndruck der 3D-Drucker mache die Produktion im Vergleich zur konventionellen Fertigung schlanker, damit schneller und wirtschaftlicher. Es brauche deutlich weniger Bauteile, was die Montage vereinfacht und beschleunigt.Durch den Wegfall von Werkzeugen und dank des großen Bauvolumens der VX4000-Drucker können wir die Lieferzeiten erheblich reduzieren und Leichtbaukomponenten mit optimierten Topologien fertigen. Auf herkömmliche Weise wäre das nicht möglich.
Oliver Johnson, Präsident der Tooling & Equipment International
Der 3D-Sanddruck ermöglicht Leichtbaustrukturen oder geometrisch optimierte Teile, die für die Automobil- und Luftfahrtindustrie wichtig sind. Die gedruckten Kerne können außerdem in eine bereits bestehende Produktion integriert werden.
