3D-Druckverfahren : Wenn der Prototyp aus dem Drucker kommt

Ein Fahrzeug von Volkswagen wird aus 6.000 bis 8.000 verschiedenen Teilen gefertigt. Ein Teil davon könnte nun durch das metallische 3D-Druck-Verfahren „HP Metal Jet“ produziert werden. Der Vorteil des Verfahrens ist es, dass sich die Produktivität je nach Bauteil um das Fünfzigfache verbessert.

Damit wird der dreidimensionale Druck erstmals auch für die Fertigung von Serienteilen in der Automobilproduktion interessant. Am Projekt beteiligt sind der Druckerhersteller HP und der Bauteilproduzent GKN Powder Metallurgy, die gemeinsam mit Volkswagen die Entwicklung der Technologie für den Serieneinsatz vorantreiben wollen.

Erstmals wurde das Verfahren bei der International Manufacturing Technology Show (IMTS) in Chicago vorgestellt. „Unsere Kunden erwarten zunehmend mehr Personalisierungsmöglichkeiten“, begründet Martin Goede, Leiter Technologieplanung und Entwicklung bei Volkswagen, den Schritt. „Gleichzeitig nimmt die Komplexität mit der Vielzahl neuer Modelle zu. Daher setzen wir auf modernste Technologien, um eine reibungslose und schnelle Produktion sicherzustellen. Der 3D-Druck spielt vor allem bei der Herstellung einzelner Teile eine wichtige Rolle.“

Mit der 3D-Metal-Jet-Technologie wird es für Volkswagen erstmals möglich, eine große Stückzahl an Teilen per 3D-Druck zu fertigen – und zwar ohne die entsprechenden Werkzeuge aufwendig entwickeln und fertigen zu müssen. Damit reduziert sich die Zeit zur Teilefertigung deutlich. Folglich wird das Verfahren auch für die Produktion großer Stückzahlen in kurzer Zeit interessant.

Der neue 3D-Druck nach dem „HP Metal Jet“-Verfahren ist ein additives Verfahren, bei dem Bauteile mithilfe eines Pulvers und Binders schichtweise hergestellt werden. Anschließend wird das Bauteil im sogenannten Sinterprozess zu einem metallischen Bauteil „gebacken“. Damit unterscheidet es sich von bisherigen Verfahren, bei denen Pulver mittels eines Lasers aufgeschmolzen wird.

In Kooperation mit HP und GKN entwickelt Volkswagen die Technologie so weiter, dass in einem ersten Schritt Designelemente in kleinen Serien gedruckt werden können. Damit können zum Beispiel Schriftzüge für die Heckklappe, Sonder-Schaltknäufe oder Schlüssel mit individualisiertem Schriftzug ohne großen Aufwand produziert werden. Geplant ist, dieses Angebot bereits bald den Kunden anbieten zu können.

Schon im nächsten Jahr will GKN Powder Metallurgy in Zusammenarbeit mit VW eine auf die Automobilproduktion ausgerichtete Prozesskette etablieren. Über erste kleine (Design-) Bauteile soll die Technologie so weiterentwickelt werden, dass in zwei bis drei Jahren erste Strukturbauteile für Serienfahrzeuge gedruckt werden.

Ein kleiner Wermuttropfen dämpft die Euphorie allerdings ein wenig: „Ein komplettes Fahrzeug wird wohl so schnell nicht aus dem 3D-Drucker kommen – die Zahl und Größe an Bauteilen aus dem 3D-Drucker wird aber deutlich zunehmen“, erläutert Goede. „Unser Ziel ist es, gedruckte Strukturteile bereits in die nächste Fahrzeuggeneration zu integrieren. Dabei erwarten wir langfristig eine kontinuierliche Steigerung der Stückzahlen, Bauteilgröße und der technischen Anforderungen – bis hin zu fußballgroßen Bauteilen mit einer Stückzahl von über 100.000 Einheiten im Jahr".

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