Eine Kombination generativer Fertigungsverfahren mit ultrafesten kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff-Halbzeugen sorgt für minimales Gewicht bei maximaler Belastbarkeit bei den Montagehockern.
Fraunhofer IPA
Volkswagen hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA beauftragt, extraleichte ergonomische Montagehocker zu entwickeln. Das Ergebnis: Mithilfe generativer Fertigungsverfahren und hybridem Leichtbau ist es den Wissenschaftlern gelungen, das Gewicht der Sitze um die Hälfte zu reduzieren.
Hocker ins Auto heben, montieren, Hocker herausheben, im nächsten Auto weitermontieren. Diesen Vorgang wiederholen Monteure in der Automobilbranche mehrere hundert Mal am Tag - mit gesundheitlichen Risiken. Um seine Mitarbeiter zu entlasten, hat Volkswagen daher das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA beauftragt, extraleichte ergonomische Montagehocker zu entwickeln. Leichtere Montagehocker versprechen zudem bessere Produktionsbedingungen, was sich in einer höheren Produktqualität mit geringerer Fehleranfälligkeit niederschlage, erklärt das Fraunhofer IPA.
Der Aufgabenstellung von VW, extraleichte Montagehocker zu entwickeln, haben sich Steve Rommel und Raphael Geiger aus der Abteilung "Generative Fertigung" angenommen. Dabei sei es ihnen wichtig gewesen, Technologien zu verwenden, die den hohen Belastungen des Montagealltags standhalten. "Da bei der Montage mit schweren Werkzeugen gearbeitet wird, müssen die Hocker aus Sicherheitsgründen nicht nur leicht, sondern auch stabil sein", erklärt Geiger.
Einsatz von generativen und hybriden Fertigungsverfahren
Bei den Montagehockern für VW setzten die Wissenschaftler "generativen hybriden Leichtbau" ein, eine Kombination generativer Fertigungsverfahren mit ultrafesten kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff-Halbzeugen. Der Vorteil: minimales Gewicht bei maximaler Belastbarkeit. "Generative Fertigungsverfahren ermöglichen uns ein Höchstmaß an Gestaltungsfreiheit. Somit können wir komplexe und lastoptimierte Strukturen anfertigen. Da sich 3D-gedruckte Bauteile passgenau an weitere Werkstücke anpassen lassen, sind die Endprodukte zudem besonders stabil", erläutert Rommel. Als Ausgangsmaterial verwendeten die Wissenschaftler Kunststoffpulver, welches mithilfe des Fertigungsverfahrens "Selektives Lasersintern (SLS)" in Form gebracht wird. Den hybriden Ansatz verwirklichten sie, indem sie ultraleichte Trägerelemente aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff integrierten.
Das Ergebnis: Ein Exemplar eines Montagehockers wiegt mit weniger als 2,3 Kilogramm weniger als halb so viel wie sein Vorgängermodell, gibt das Fraunhofer IPA an. VW habe die Entwicklung komplett übernommen und setze derzeit die Montagehocker in der Produktion ein.