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01.09.2017 | Additive Fertigung | Nachricht | Onlineartikel

VW Caddy erhält additiv gefertigte Vorderwagenstruktur

Autor:
Christiane Köllner

Das Projekt 3i-Print zeigt am Beispiel der Vorderwagenstruktur eines alten VW Caddy, was mit industriellem 3-D-Druck möglich ist. Die Struktur ist besonders leicht, stabil und funktionsintegriert. 

Im Rahmen des Entwicklungsprojekt 3i-Print ist ein funktionsintegriertes Vorderwagenkonzept aus additiv gefertigter, hochfester und hochzäher Scalmalloy-Aluminiumlegierung entwickelt und gefertigt worden.

Die am Entwicklungsprojekt teilnehmenden Unternehmen Altair, Apworks, csi Entwicklungstechnik, Eos, Gerg und Heraeus haben dabei 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 neun Monaten. Das erzielte finale Gesamtgewicht des kompletten Rahmens beträgt 34 Kilogramm (gemessen vor Verbau am Fahrzeug). 

Organische Konstruktion für lasttragende Strukturen

Entscheidende Punkte für die Konstruktion des Vorderbaus waren vor dem Hintergrund der Elektrifizierung im Automobilbereich, zum Beispiel bei Antrieb und Aktuatoren, das Wärmemanagement sowie die Bauraum- und Gewichtsreduzierung. 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.

Zusammenspiel der Partnerunternehmen 

Die Experten der Firmen csi Entwicklungstechnik haben mit Design, Berechnung und Konstruktion der Vorderwagenstruktur begonnen. Die Firma Gerg 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.

Nach Simulation und Konstruktion des Konzepts erfolgte die finale Auslegung der Bauteile auf den 3-D-Druck durch die Firma Apworks, die ihr Know-how zur Druckvorbereitung beisteuerte und die additive Fertigung der Strukturelemente umsetzte. Für den Bau des Vorderwagens setzte Apworks auf ein System von Eos. Für die Produktion der Bauteile lieferte und qualifizierte der Metallpulverspezialist Heraeus die von Apworks entwickelte technisch hochfeste Aluminium-Legierung Scalmalloy. Apworks unterstützte mit der Entwicklung der idealen Parametersätze den Druckprozess auf dem System Eos M 400. 

Projekt 3i-Print

Initiiert von csi Entwicklungstechnik soll das 3i-Print-Projekt als agile Engineering-Plattform für Forschung und Entwicklung fungieren, auf der Prototypenkonzepte präsentiert werden können. Das Konzept baut auf dem Einsatz neuer Entwicklungswerkzeuge und -methoden auf, darunter industrieller 3-D-Druck. Ziel ist es, so das Potenzial moderner Fertigungsverfahren aufzuzeigen und komplett auszuschöpfen.

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