Sparen und beschleunigen

von Thomas Masuch — 27.08.2019

Wie AM die Entwicklung der Automobilproduktion mitgestaltet

Eigentlich ist die Automobilindustrie eine sehr kostengetriebene Branche. Trotzdem konnte sich die Additive Fertigung auch hier durchsetzen und spielt schon seit vielen Jahren eine wichtige Rolle. Jeder große Automobilkonzern und größere Zulieferer hat eine eigene AM-Entwicklungsabteilung. Denn die moderne Technologie kann helfen, die Entwicklungen und Produktion neuer Modelle zu beschleunigen, Autos zu individualisieren und vor allem große Summen einzusparen – zum Beispiel bei Ersatzeilen und Produktionsmitteln.

Vor rund anderthalb Jahren wagte BMW-Tochter MINI mit dem Projekt »MINI Yours Customised« ein Programm, bei dem individualisierte Bauteile aus dem 3D-Drucker im Auto verbaut werden. Für BMW ist Additive Fertigung dabei schon lange nichts Neues mehr: Seit 2010 wurden in der Entwicklung und Prototypenfertigung sowie in der Serienfertigung eine Million Teile 3D-gedruckt. »Der Einsatz von additiv gefertigten Bauteilen in der automobilen Serienproduktion wächst aktuell besonders stark«, erklärte dazu Dr. Jens Ertel, Leiter des Additive Manufacturing Center der BMW Group. Das Millionste Teil war übrigens eine Führungsschiene für das Fenster des BMW i8 Roadsters, der im Werk Leipzig gefertigt wird.

Große Einsparungen bei Produktionsmitteln

Dabei zeigen sich die Vorteile Additiver Fertigung nicht allein bei Serienbauteilen: Durch additiv gefertigte Produktionsmittel können Unternehmen bereits jetzt große Summen einsparen – und das zum Beispiel im Kunststoffbereich oft mit recht überschaubaren Investitionen. In diesem Bereich steigt die Zahl der Anwendungen und Möglichkeiten – auch durch die Entwicklung neuer Materialien. Unternehmen wie Audi nutzen Additive Fertigung zum Beispiel im Werkzeugbau, um die Leistungen ihrer Pressen zu erhöhen.

Große Ziele verbindet auch VW mit dem 3D-Druck. »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«, erklärte Dr. Martin Goede, Leiter Technologieplanung und -Entwicklung bei Volkswagen. »Unser Ziel ist es, gedruckte Strukturteile bereits in die nächste Fahrzeuggeneration zu integrieren. Dabei erwarten wir langfristig eine kontinuierliche Steigerung der Stückzahlen, Bauteilgrößen und der technischen Anforderungen – bis hin zu fußballgroßen Bauteilen mit einer Stückzahl von über 100.000 Einheiten im Jahr.«

Sprung nach unten bei den Kosten

Sicherlich wird auch in den nächsten Jahren in den Fabrikhallen der Automobilhersteller und -zulieferer weiter gefräst, gedreht, gegossen, geschmiedet und gepresst. Doch es gibt Entwicklungen, die die Additive Fertigung auch für diese kostengetriebene Branche noch interessanter machen wird: Der 3D-Druck von Verbundwerkstoffen erreicht eine so hohe Festigkeit und Stabilität, dass sich damit zum Teil Metallteile ersetzen lassen. Außerdem steigt die Leistungen der Maschinen weiter und die Bauteilkosten sinken. Bei der Entwicklung der Kosten für Metallteile können zudem recht junge additive Technologien wie »Binder-« oder »Material-Jetting« für einen deutlichen Sprung nach unten sorgen. Auch deshalb ist BMW u.a. an Desktop Metal, einem der großen, jungen amerikanischen 3D-Drucker-Hersteller, beteiligt.

Automobilisten spüren auch durch die verstärkte Nachfrage nach e-Autos den Druck, noch schneller neue Modelle auf den Markt zu bringen. Additive Fertigung bietet dabei nicht nur die Chance, die Entwicklungszeit zu verkürzen. Indem mehr und mehr Bauteile 3D-gedruckt werden, kann die Produktion deutlich schneller starten, da zum Beispiel nicht erst Werkzeug bestellt und angefertigt werden müssen. Gleichzeitig versuchen Hersteller, durch immer weitere Individualisierung von Komponenten wie Schaltknäufen oder Schlüssel, sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Und auch das Thema Ersatzteile wird der 3D-Druck künftig nicht mehr wegzudenken sein: Zu verlockend ist die Aussicht darauf, auf Lagerhaltung zu verzichten und Bauteile auch nach Jahrzehnten unabhängig von Zulieferern zuverlässig anbieten zu können.