Additive Fertigung

Erstes Elektromotorrad aus dem 3D-Drucker

| Redakteur: Katharina Juschkat

Der leichte Rahmen entstand aus tausenden 60 µm dünnen Schichten einer speziellen Aluminium-Legierung, die von einem Laserstrahl verschweißt wurden.
Der leichte Rahmen entstand aus tausenden 60 µm dünnen Schichten einer speziellen Aluminium-Legierung, die von einem Laserstrahl verschweißt wurden. (Bild: Airbus Apworks)

Airbus AP-Works zeigt «Light Rider», das erste Elektromotorrad aus dem 3D-Drucker. Das Motorrad wiegt gerade einmal 35 kg und fährt bis zu 120 km/h. Das neuartige Design wurde von der Natur inspiriert und entstand mithilfe eines Grossrechners.

Ob es um kleine personalisierte Figuren oder um Bauteile für Roboter, Flugzeuge oder Motorräder geht: Im 3D-Druck scheint die Zukunft der Fertigung zu liegen. Die Airbus-Group-Tochterfirma AP-Works druckt für Anwender in der Luftfahrt, Robotik und im Automobilbau bionisch optimierte Metall-Komponenten mit dem 3D-Drucker. Jetzt wollen die Münchner mit einem Elektromotorrad zeigen, welche Möglichkeiten diese Technologie heute schon bietet. Der fahrfertige Motorrad-Prototyp wiegt 35 kg, 6 kg wiegt der Rahmen. Verglichen zu anderen Elektromotorrädern dieser Klasse spart das Gewicht von 30 % ein.

Mit Algorithmen die bestmögliche Struktur errechnet

Ein 6 kW starker Elektromotor soll das Zweirad in wenigen Sekunden auf 80 km/h beschleunigen. Die Entwickler haben es aus Milliarden Partikeln einer speziellen Aluminium-Legierung hergestellt, die von einem Laserstrahl verschweisst wurden. Das geringe Gewicht war durch neue Produktions- und Designtechnologien möglich: Ein Grossrechner fand Algorithmen-basiert die bestmögliche Struktur, um die bei der Fahrt auftretenden Belastungen aufzunehmen. Das Ergebnis erinnert nicht zufällig an ein Exoskelett – schliesslich wurde ein Algorithmus angewandt, der bionisch arbeitet. Natürliche Wachstumsprozesse geben dabei vor, welche Lastpfade stärker auszuführen sind, und welche weniger stark.

Das Ergebnis der Optimierung erinnert nur noch entfernt an ein Motorrad, wie man es heute kennt. «Eine derart komplex verzweigte Hohlstruktur ist mit konventionellen Herstellungsprozessen wie dem Schweissen oder Fräsen nicht realisierbar», erklärt Joachim Zettler, Geschäftsführer der Airbus AP-Works. Mit den Fortschritten der additiven Fertigung konnte die aufwändige bionische Konstruktion unverändert realisiert werden. Die additive Fertigung kann die Produktion von Bauteilen mit wesentlich weniger Einschränkungen ermöglichen als dies traditionelle Herstellungsverfahren mit sich bringen.

Aluminiumlegierung verbindet Festigkeit mit Duktilität

So entstand der Rahmen aus tausenden 60 µm dünnen Schichten. Der Gestaltung waren dabei wenig Grenzen gesetzt: So können Kabel und Leitungen durch die Hohlstruktur laufen und die Anschraubpunkte integriert werden – all das sollte dafür sorgen, dass der Rahmen über 30 % leichter als bisherige Konstruktionen ausgeführt werden konnte.

«Die Vorteile der additiven Fertigung konnten durch unsere Materialentwicklung Scalmalloy ausgeweitet werden», sagt Joachim Zettler. Scalmalloy ist eine korrosionsbeständige Aluminium-Legierung mit nahezu der spezifischen Festigkeit von Titan. Speziell entwickelt für die additive Fertigung, soll die Legierung eine hohe Festigkeit mit einem hohen Mass an Duktilität verbinden. Das bedeutet, dass sich der Werkstoff erst verformt, bevor er zerbricht. Diese Kombination macht ihn für Anwendungen in der Robotik, der Automobilbranche und der Luft- und Raumfahrt interessant.

Airbus will bald mit der Produktion einer auf 50 Stück limitierten Version beginnen – besonders billig wird der Spass jedoch nicht, wer ein gedrucktes E-Motorrad kaufen möchte, muss 50.000 Euro zahlen. (kj)

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