Stratasys: Mehrfarbiger 3D-Druck Mit 3D-Druck schneller zu mehrfarbigen Bauteilen

Redakteur: Konrad Mücke

Ein deutscher Fahrzeughersteller kürzt mit 3D-Druck deutlich seine Entwicklungszeiten. Prototypen für Leuchtenabdeckungen fertigt er bei voller Designfreiheit auf Mehrfarb-3D-Druckern Stratasys J750. Die Bauteile entsprechen allen Forderungen an optische und mechanische Eigenschaften.

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Mehrfarbig und transparent: Fahrzeughersteller können Design-Prototypen für Leuchten-Deckgläser mit innovativem 3D-Druck nunmehr sehr viel schneller herstellen.
Mehrfarbig und transparent: Fahrzeughersteller können Design-Prototypen für Leuchten-Deckgläser mit innovativem 3D-Druck nunmehr sehr viel schneller herstellen.
(Bild: Stratasys)

Spezialisten beim Fahrzeughersteller Audi nutzen den weltweit einzigen 3D-Drucker – Stratasys J750 –, der in einem Ablauf komplexe, mehrfarbige und transparente Bauteile aus unterschiedlichen Kunststoffen aufbauen kann. Das ermöglicht ihnen, den Freigabeprozess für Designstudien deutlich zu beschleunigen.

Design und Funktion prüfen

Vor dem Produktionsbeginn für in Serien herzustellende Fahrzeuge werden im Vorseriencenter des Fahrzeugherstellers künftige Modelle physisch aufgebaut. Mit diesen Prototypen werden einerseits das Design, andererseits auch das komplette Fahrzeugkonzept umfassend erprobt. Dies erfordert, dass einzelne Komponenten eines Fahrzeugs bereits in einer sehr frühen Phase der Produktentwicklung zur Verfügung stehen. Das betrifft beispielsweise Radabdeckungen, Türgriffe und den Kühlergrill. Nach wie vor werden traditionelle Fertigungsverfahren, wie Giessen und Fräsen, häufig genutzt, um diese Werkstücke zu konzipieren und herzustellen.

Alternative 3D-Druck

Seit einigen Jahren arbeiten die Spezialisten in der Automobilentwicklung zunehmend auch mit innovativem 3D-Druck. Das ermöglicht dem Arbeitsteam im Modellbau, die Grenzen konventioneller Verfahren zu überwinden und die Freigabe bei Prototypen zu beschleunigen.

Beispielsweise Deckgläser für Rückleuchten fertigten die Prototypenbauer bisher mit herkömmlichen Verfahren, unter anderem durch giessen und fräsen. Besondere Forderungen an die Fertigung der Deckgläser für Rückleuchten ergeben sich aus der Kombination mehrerer Elemente unterschiedlicher Farbe. Die einzeln hergestellten Komponenten mussten bisher zeit- und arbeitsaufwendig gefügt werden. Es war nicht realisierbar, eine komplette Leuchte als eine zusammenhängende Komponente in einem Herstellverfahren zu fertigen. Die Montage und das Fügen verzögerten unwirtschaftlich lange die Zeiten bis zum Einbau der Leuchten und bis zur Freigabe.

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Zuverlässig mehrfarbig 3D-drucken

Deutlich besser arbeiten die Spezialisten bei Audi inzwischen mit dem 3D-Drucker Stratasys J750. Auf ihm können sie vollständig transparente, mehrfarbige Deckgläser für Rückleuchten in einem einzigen Druckvorgang herstellen. Darüber hinaus können sie künftig transparente Bauteile unterschiedlicher Farben und Strukturen in mehr als 500 000 Farbkombinationen drucken. Die Bauteile genügen den strengen Forderungen des Design-Freigabeverfahrens beim Fahrzeughersteller.

«Das Design ist für unsere Kunden einer der wichtigsten Faktoren bei ihrer Kaufentscheidung. Daher ist es unerlässlich, dass wir in der Design- und Konzeptphase der Fahrzeugentwicklung höchste Qualitätsstandards einhalten», erklärt Dr. Tim Spiering, Leiter des Kunststoff-3D-Druck-Zentrums beim Automobilhersteller. «Deshalb müssen die Formen und Strukturen unserer Prototypen exakt mit den endgültigen Bauteilen der Serienfertigung übereinstimmen. Sie dürfen keinen Verzug aufweisen, müssen von höchster Qualität und in Farbe und Transparenz absolut dem späteren Bauteil der Serienfertigung getreu sein. Der 3D-Drucker Stratasys J750 bietet uns einen erheblichen Vorteil. Er ermöglicht uns, Texturen und Farben exakt so herzustellen, wie es unser Design vorgibt. Dies ist unerlässlich, um Entwicklungskonzepte zu bewerten und Designentscheidungen zu treffen. Was den 3D-Druck von transparenten Bauteilen angeht, habe ich bisher keine vergleichbare Technologie gesehen, die unseren Anforderungen gerecht wird.» Wie er weiter bestätigt, kann sein Team in der Entwicklung der Rückleuchten die Zeiten vom Design bis zur Freigabe dank des mehrfarbigen 3D-Drucks nunmehr um bis zu 50 Prozent kürzen.

Bereits seit vielen Jahren Erfahrung gesammelt

Zusammen mit seinem 24 Fachkräfte umfassenden Team ist Tim Spiering bei Audi für die Expertise und die Beratung im 3D-Druck für Kunststoffe verantwortlich. Bereits im Jahr 2002 hatten die Experten in einen ersten FDM-3D-Drucker von Stratasys investiert. Inzwischen verfügen sie insgesamt über zehn 3D-Drucker, darunter einige FDM- und PolyJet-3D-Drucker von Stratasys. SMM

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