3d-Druck

Gedrucktes Auto

Die limitierte Fahrzeugserie DS3 Dark Side profitiert von Designfreiheit und erstklassiger Produktqualität dank additiver Fertigung mit Titan-3D-Druck aus dem Hause EOS.

02. Oktober 2018
Gedrucktes Auto
Die EOS M 290 ist ein hochproduktives, modulares System für die additive Fertigung von hochwertigen Metallkomponenten. (Bild: © EOS)

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 und beliebte DS3 wird regelmäßig in limitierter Serie aufgelegt. Für die Edition Dark Side setzte der Hersteller auch auf 3D-Druck. Die additive Fertigung gab dem Designteam absolute Gestaltungsfreiheit und ermöglichte eine sehr schnelle und einfache Produktentwicklung und Fertigung.

Das Projekt entstand, um im Rahmen einer limitierten Serie Optimierungen im Interieur des DS3 umzusetzen. Die Bauteile mussten von bester Qualität sein, um den hohen Anforderungen des Premiumsegments gerecht zu werden. Von Beginn an sollte das Potenzial der additiven Fertigung in puncto Design voll ausgeschöpft werden, um etwas ganz Besonderes zu kreieren. Zudem ermöglicht diese den Designern grenzenlosen Gestaltungsspielraum. Da DS Automobiles Jahr für Jahr mehrere limitierte Serien des DS3 herausgibt, ist das ein echter Gewinn. Die Designer entschieden sich für Titan als Werkstoff: Das widerstandsfähige Material mit luxuriöser Note lässt sich leicht mit einem schönen Finish ausstatten.

»Wir sind in der Lage, Bauteile von höchster Qualität zu fertigen.«

— Charles de Forges, Geschäftsführer Spartacus3D

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 über Expertise im Additive Manufacturing verfügt, 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. Jede limitierte Serie hat ein festes Preisziel, sodass sich auch die additiv gefertigten Teile, im Detail die Zierleisten für die Türgriffe und der Autoschlüssel, ins Budget einfügen mussten.

Den richtigen Partner gefunden

Kandidat Spartacus3D konnte allen geforderten Kriterien entsprechen. Da das Unternehmen 3D-Druck schon lange einsetzt, besitzt es Expertenwissen und setzt dabei auf Drucker des Spezialisten und weltweiten Anbieters EOS. In der beschriebenen Anwendung kamen das Modell M 290 und der Werkstoff Titanium Ti64 zum Einsatz. So konnte Spartacus3D auch die gestalterischen und qualitativen Vorgaben erfüllen und die für Fertigung und Nachbereitung erforderlichen Projektkapazitäten stellen.

Das DS-Designteam setzte für die Gestaltung der Sonderteile ein neues parametrisches Design ein und erzeugte damit ein komplexes Titangitter. Um den besten Kompromiss zwischen Qualität, Kosten und Design zu finden, begutachteten Auftraggeber und Projektpartner verschiedene Prototypen, die dank der additiven Fertigung in nur einer Produktionscharge hergestellt werden konnten. Der Zuschlag entfiel auf eine manuelle Politur, um die Oberfläche zu mattieren. Die Qualitätsabteilung definierte präzise Abnahmekriterien für Verzug, Oberflächenqualität und Kantenbearbeitung. Um die Kosten niedrig zu halten, optimierte Spartacus3D die Bauteilfertigung. Einflussfaktoren hierfür sind die Orientierung der Teile im Bauraum, die 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 daher nicht infrage. Das Risiko musste durch spezifische Prozessparameter vermieden werden.

Die Fertigung mehrerer Teile in einer Charge wirkte sich auf Stützstrukturen, Pulververbrauch oder Nachbearbeitungszeit positiv aus und verringerte die Kosten. Durch die Auswahl des optimalen Werkstoffs wies das entstandene Bauteil die nötige Stabilität und nach der Nachbearbeitung auch die richtige Qualität auf.

Partnerschaft als Privileg

»DS Automobiles bei diesem innovativen Projekt als Partner unterstützen zu können, war für uns ein echtes Privileg. Denn die Marke steht für zeitlose Eleganz und Know-how in der französischen Automobilbranche. Der erfolgreiche Einsatz bei diesem Projekt zeigt, dass wir als Spartacus3D in der Lage sind, belastbare Produkte für die Serienfertigung anzubieten. Mit den EOS-Systemen, die wir betreiben, sind wir in der Lage, Bauteile von höchster Qualität zu produzieren«, freut sich Charles de Forges, Geschäftsführer von Spartacus3D.

Der letztendlich entwickelte Prozess ist perfekt auf die Anforderungen des Automobilisten zugeschnitten. Das parametrische Design schöpfte die Möglichkeiten der EOS-Technologie vollständig aus: Das äußerst komplexe, aus zwei Teilen zusammengesetzte Originaldesign kann bei der additiven Fertigung fast eins zu eins übernommen werden. Durch eine optimale Positionierung werden gleich mehrere Einheiten auf einmal gefertigt, was die Produktionskosten minimierte.

Luxus und Eleganz

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« sollen durch ihr elegantes und raffiniertes Design eine dreidimensionale Struktur ausbilden.

Für die insgesamt 2.000 Bauteile waren etwa zehn Produktionsläufe nötig. Die Bauzeit belief sich auf rund 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. mk

Auf einen Blick

Bereits 1989 gegründet, ermöglicht es EOS als Hersteller von Systemen zur additiven Fertigung von Bauteilen aus Metallen und Kunststoffen, hochqualitative Produkte auf Basis von industriellem 3D-Druck herzustellen. Mit seinen Fertigungssystemen ist EOS Pionier und weltweiter Anbieter für High-End-Lösungen im Bereich der Additiven Fertigung, wie direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS). Globaler Service und umfassende Beratung runden das Portfolio ab.

www.eos.info

Erschienen in Ausgabe: 07/2018