Mit der Herausforderung konfrontiert, Fahrzeugteile für Funktionstests zu fertigen, die harten Einsatzbedingungen standhalten, wandte sich Dash CAE an Stratasys 3D-Druck, um die Vorlaufzeit durch den Einsatz der strapazierfähigen FDM-3D-Druckmaterialien zu verkürzen. Letztlich konnte die Vorlaufzeit für das Prototyping sowie für die Herstellung von Fertigungswerkzeugen und gebrauchsfertiger Bauteile um 83 % reduziert werden.
Der Beitrag wurde erstellt aus Unterlagen von Stratasys
In der Automotive-Branche Großbritanniens hat sich Dash CAE unter den führenden Zulieferbetrieben für Originalteilehersteller der Luxuswagenklasse etabliert. Das in Oxford ansässige Unternehmen wurde 2006 gegründet unda hatte früh in eine eigene additive Fertigungstechnologie investiert. Heute arbeiten dort die 3D-Drucker rund um die Uhr, um Formel-1-Kunden mit voll funktionstüchtigen Fahrzeugteilen zu beliefern und einen stetig wachsenden Kundenstamm von Originalteileherstellern bei der Direktfertigung von Produktionshilfsmitteln zu unterstützen. Zu den Anwendungen gehören der 3D-Druck von Formwerkzeugen für Karbon-Prepregs und die Fertigung von Bohr- und Bindungsschablonen.
Beständige Prototypen für den Langzeiteinsatz
Die Entscheidung, in eine additive Fertigungstechnologie zu investieren, hing hauptsächlich von den Möglichkeiten der Technologie ab, Fahrzeugteile herzustellen, deren Funktionen unter extremen Bedingungen getestet werden konnten. Nach anfänglichen Experimenten mit der SLS-Technologie wandte sich das Unternehmen an Laser Lines Ltd, Vertriebspartner von Stratasys in Großbritannien, um probeweise einige Bauteile für eine Reihe von Prototypen-Anwendungen im FDM-3D-Druck herzustellen. Dazu gehörten Verbundplatten, Turboansaugsysteme und Windkanalmodelle für die Formel 1. Mit der großen Auswahl an verfügbaren widerstandsfähigen FDM-3D-Druckmaterialien stellte das Konstruktionsteam über mehrere Jahre hinweg Kunststoffbauteile für den Einsatz unter Realbedingungen her, die eine Serie von Sicherheits- und Funktionsprüfungen überstehen konnten. In der Folge investierte Dash CAE in ein Fortus-400mc-3D-System der Production-Serie von Stratasys. „Wir haben die FDM-3D-Drucktechnologie fast direkt nach der Firmengründung eingesetzt“, erklärt Tim Robathan, Design Director bei Dash CAE. „Dank der außergewöhnlichen Beständigkeit der PC- und ULTEM-9085-Materialien sind wir in der Lage, große Motorsportfahrzeugteile für unsere Kunden herzustellen. Dazu gehören Fahrgestell, Federungen und Karosserieaufbauten, die für die gesamten aerodynamischen Prüfungen verwendet werden.“
Produktionshilfsmittel für Kleinserien
„Wir waren bei dem Fortus-System hauptsächlich daran interessiert, Prozesse zur Formung von Kohlefaserbauteilen zu entwickeln. Wir haben bei der Herstellung von Fertigungswerkzeugen Pionierarbeit geleistet – sowohl für Mehrfach- als auch für Einmalwerkzeuge,“ so Robathan. Als die Nachfrage für die Fertigung von Produktionshilfsmitteln und leistungsstarken Funktionsbauteilen stark anstieg, investierte Dash CAE in ein weiteres FDM-Produktionssystem, den Fortus 250mc.
„Durch die erweiterten Herstellungsmöglichkeiten mit unseren beiden Fortus-3D-Produktionssystemen können wir Produktionshilfsmittel für Kleinserien erheblich schneller und vor allem günstiger fertigen, als es mit irgendeinem anderen Verfahren möglich wäre“, erklärt Robathan. „Wir können unseren Kunden jetzt Fahrzeugteile im endgültigen Material herstellen und sie auf der Rennstrecke gründlich testen.“ Nun ließen sich auch Fahrzeugteile im 3D-Druck herstellen, die man sofort gebrauchsfertig in das Fahrzeug einbauen könne. Für Tesla beispielsweise habe man einen Diffusor-Unterboden aus schwarzem ABSplus im 3D-Druck gefertigt – derselbe Diffusor-Unterboden sei nach einem Jahr im Gebrauch praktisch wie neu.
„Seitdem wir 3D-Druck in unsere Produktionsstraße integriert haben, konnten die Vorlaufzeiten für die Fertigung von Bauteilen und Produktionshilfsmitteln um beachtliche 83 Prozent gesenkt werden“, berichtet Robathan. Der Design Director schätzt, dass seit der Inbetriebnahme beider Fortus-Systeme keines länger als 5 % am Tag stillsteht. „Diese Technologie konnte nahtlos in unsere Konstruktionsanwendung integriert werden, und jetzt können wir unseren Kunden eine Komplettlösung anbieten.“ Andy Middleton, Stratasys Senior Vice President und General Manager EMEA, fügt hinzu: „Dash CAE und viele andere unserer Unternehmenskunden aus der Automobilbranche ziehen durch die Verwendung von 3D-Druckmaterialien für den Einsatz unter Realbedingungen großen Nutzen aus den Möglichkeiten des FDM-Verfahrens.“ Insbesondere die hohe Zugfestigkeit der PC-Materialien und das bewährte Hochleistungs-Thermoplast ULTEM 9085 seien die erste Wahl für die Direktfertigung von Produktionshilfsmitteln und voll funktionstüchtigen Endprodukten. I
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