Automobilbau

Luxus-Titan-Teile aus dem 3D-Drucker

DS Automobiles hat für die Edition Dark Side seines Modells DS 3 auf 3D-Druck, das Knowhow von Spartacus 3D und ein modulares System von Eos für die additive Serienfertigung von Metallkomponenten gesetzt.

Additiv gefertigtes Bauteil für die limitierte Serie DS 3 Dark Side: Die Zierleiste im oberen Teil des Türgriffrahmens ist mit einem äußerst feinen Titangitter gestaltet. © EOS, Spartacus 3D

Die Auflage einer limitierten Serie ist im Automobilmarketing ein kluger Schachzug, um sich von anderen Herstellern abheben zu können. DS Automobiles,eine Marke des französischen Automobilkonzerns PSA, konnte sich dank seiner avantgardistischen Fahrzeuge binnen weniger Jahre im Premiumsegment etablieren. Der kompakte DS 3, ein beliebtes Modell des Hauses, wird regelmäßig in limitierter Serie aufgelegt. Für die Edition Dark Side setzte DS Automobiles den 3D-Druck ein. Die additive Fertigung gab dem DS-Designteam Gestaltungsfreiheit und ermöglichte – dank der Spartacus3D-Experten und dem System EOS M 290 – eine schnelle und einfache Produktentwicklung und Fertigung.

Das Projekt entstand, um im Rahmen einer limitierten Serie innovative Optimierungen im Interieur des DS 3 umzusetzen. Die Bauteile mussten von bester Qualität sein, um den Anforderungen des Premiumsegments gerecht zu werden. Die AM-Technologie bot den Designern großen Gestaltungsspielraum. Sie entschieden sich für Titan als Werkstoff: Das widerstandsfähige Material mit luxuriöser Note lässt sich leicht mit einem schönen Finish ausstatten.

700 Fahrzeuge weltweit
Obwohl der 3D-Druck unter dem Begriff Rapid Prototyping bereits seit Jahren in der Automobilbranche eingesetzt wird, ist er für die Serienfertigung vergleichsweise neu. DS Automobiles musste deshalb einen Partner finden, der nicht nur AM-Expertise hat, sondern auch die für das Teilevolumen nötige Produktionskapazität besitzt. Schließlich sollten etwa 700 Fahrzeuge weltweit ausgeliefert werden. Das Projekt war knapp terminiert, um die Produktionsplanung des Fahrzeugs sowie den Vermarktungszeitplan nicht zu gefährden.

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Die EOS M 290 baut kosteneffizient und zuverlässig: Selbst bei gleichzeitiger Fertigung von 200 Bauteilen wird deren Qualität in keiner Weise beeinträchtigt. © Spartacus 3D

Jede limitierte Serie hat ein festes Preisziel, so dass sich auch die additiv gefertigten Teile ins Budget einfügen mussten. Die Bauteilkosten für die ausgewählten Teile, die Zierleisten für die Türgriffe und den Autoschlüssel, mussten wirtschaftlich vertretbar sein. Spartacus 3D, eine Tochtergesellschaft des französischen auf Materialumwandlung spezialisierten Konzerns Farinia, konnte allen geforderten Kriterien entsprechen. Mit der EOS M 290 und dem Werkstoff EOS Titanium Ti64 konnte Spartacus3D auch die gestalterischen und qualitativen Vorgaben erfüllen und die für die Fertigung und Nachbereitung erforderlichen Projektkapazitäten stellen.

Das DS-Designteam setzte für die Gestaltung der Zierleisten und des Autoschlüssels ein parametrisches Design ein. Um den besten Kompromiss zwischen Qualität, Kosten und Design zu finden, begutachteten DS Automobiles und Spartacus 3D verschiedene Prototypen, die dank der additiven Fertigung in nur einer Produktionscharge hergestellt werden konnten.

Das DS-Designteam entschied sich für eine manuelle Politur, um die Oberfläche zu mattieren. Die DS-Qualitätsabteilung definierte präzise Abnahmekriterien für Verzug, Oberflächenqualität (Porosität und Glanz) und Kantenbearbeitung. Um die Kosten niedrig zu halten, optimierte Spartacus3D die Bauteilfertigung. Einflussfaktoren hierfür sind: Orientierung der Teile im Bauraum, Auslegung der Stützstrukturen und der Fertigungsprozess selbst.

Bei der Verwendung von Titan kann das Bauteil während des Aufschmelzens eine Eigenspannung entwickeln. Bei einem langen dünnen Objekt, wie der Zierleiste der Türgriffe, kann das zu Verzug führen. Aufgrund der Kosten kam ein Entspannungsbrand nicht in Frage. Das Risiko musste durch spezifische Prozessparameter vermieden werden. Die Fertigung mehrerer Teile in einer Charge wirkte sich auf Stützstrukturen, Pulververbrauch und Nachbearbeitungszeit positiv aus und verringerte die Kosten. Durch die Auswahl des optimalen Werkstoffs wies das Bauteil die nötige Stabilität und – nach der Nachbearbeitung – die richtige Qualität auf.

Originaldesign fast eins zu eins übernommen
Aufgrund der Expertise von Spartacus 3D konnte ein AM-Prozess entwickelt werden, der auf die Anforderungen von DS Automobiles zugeschnitten war. Das parametrische Design schöpfte die Möglichkeiten der EOS-Technologie vollständig aus: Das komplexe – aus zwei Teilen zusammengesetzte – Originaldesign konnte bei der additiven Fertigung fast eins zu eins übernommen werden. Durch eine optimale Positionierung wurden gleich mehrere Einheiten auf einmal gefertigt, was die Produktionskosten minimierte.

Die EOS M 290 ist ein modulares System für die additive Serienfertigung von hochwertigen Metallkomponenten. © EOS

Mittels Nachbearbeitung des Werkstoffs EOS Titanium Ti64 wurde eine matte Oberfläche erreicht, die den Zierleisten und dem Autoschlüssel ihre luxuriöse Optik verlieh. Die kleinen Kunstwerke weisen durch ihr elegantes und raffiniertes Design eine dreidimensionale Struktur aus. DS Automobiles kann so einmal mehr durch eine perfekte Kombination aus Eleganz, Modernität und Exklusivität beeindrucken.

Für die insgesamt 2.000 Bauteile – pro Fahrzeug drei – waren etwa zehn Produktionsläufe nötig. Die Bauzeit belief sich auf circa 2.000 Fertigungsstunden. Insgesamt nahm das Projekt von der Validierung des Designs durch DS bis hin zur Auslieferung der Bauteile nur wenige Wochen in Anspruch. as

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