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Technik: Der 3D-Drucker in der Autobranche

Ersatzteile aus dem 3D-Drucker

verfasst am Thu May 28 18:15:30 CEST 2015

Der 3D-Drucker könnte Oldtimerfans das Leben vereinfachen. Statt monatelang nach einem Ersatzteil zu suchen, können die Schrauber künftig ihren Drucker anschalten.

Nach dem Einscannen können ganze Bauteile mit dem 3D-Druck reproduziert werden
Quelle: picture alliance / dpa

Hamburg/Phoenix - Jay Leno ist ein Oldtimerfan der pragmatischen Sorte. Weil er es irgendwann leid war, monatelang vergebens nach Ersatz- und Verschleißteilen zu stöbern oder sie für Tausende Dollar von Spezialisten nachfertigen zu lassen, hat er auf eine andere Methode umgesattelt. Jetzt lässt er die Bauteile mit einem 3D-Printer drucken und zahlt dafür teilweise nur wenige Hundert Dollar.

Lage für Lage zum fertigen Objekt

Der Strati auf Probefahrt: Die komplette Karosserie des Autos stammt aus dem 3D-Drucker
Quelle: picture alliance / dpa

Diese Technologie darf man zwar nicht mit dem Tintenstrahldrucker aus dem Büro verwechseln, aber die Funktionsweise ist ganz ähnlich, erläutert Andreas Pfeffer vom Hamburger Unternehmen Wulf Gaertner Autoparts: Nachdem das nachzubildende Ersatzteil eingescannt und im Rechner zu einem digitalen Modell verarbeitet ist, wird es von einem Drucker wieder ausgegeben. Nur dass dieser Printer nicht mit Tinte, sondern mit Kunststoffen befüllt ist, die in tausendstel Millimeter dünnen Schichten mit UV-Licht im Sekundenbruchteil ausgehärtet werden, erläutert Pfeffer.

Der 3D-Printer legt so lange Lage für Lage übereinander, bis ein dreidimensionales Objekt entsteht. "Egal ob man bestehende Teile reproduziert oder neue entwirft, solche Drucker bieten einen größeren gestalterischen Freiraum als jedes andere Herstellungsverfahren", sagt Pfeffer.

Nicht jedes Bauteil kann gedruckt werden

Viele Oldtimerfans machen davon Gebrauch. Allerdings steht der Technologie der Durchbruch noch bevor, glaubt Frank Reichert, der beim ADAC in München den Klassikbereich leitet. Noch sei das

Verfahren vergleichsweise teuer, doch die Preise für Geräte und Material werden mit wachsender Verbreitung deutlich sinken, erwartet der Experte.

Es gibt für ADAC-Mann Reichert allerdings noch zwei weitere Gründe, die diese Technologie gerade für Oldtimer-Fans interessant macht: Der Anteil an Kunststoffteilen nimmt in den Klassikern mit steigenden Baujahren deutlich zu, und die gut vernetzte Clubszene ermöglicht den einfachen Austausch von 3D-Modellen, sagt Reichert. Allerdings warnt er vor überzogenen Hoffnungen und übertriebenem Einsatz: "Dieses Verfahren ist vorrangig interessant für kleinere Kunststoffteile, die anderweitig nicht mehr verfügbar sind. Für sicherheitsrelevante Teile dagegen eignet sich der 3D-Druck momentan noch nicht."

Bei BMW hat man bereits 500 Wasserpumpenräder für den Rennsport im 3D-Drucker hergestellt
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Auch Pfeffer dämpft die Erwartungen: Auf absehbare Zeit wird man auch für den 3D-Druck noch zu einem Spezialisten gehen müssen, ist er überzeugt. Dass man Autoteile bald genau wie Bastelprodukte und Dekoartikel im Do-It-Yourself-Verfahren im Hobbykeller ausdruckt, hält er für unwahrscheinlich. Einsteigergeräte, die es für den Hausgebrauch bereits für weniger als 400 Euro gibt, gelten bei den Experten für den automobilen Einsatz als wenig brauchbar.

Autohersteller setzen schon länger 3D-Druck ein

Der 3D-Druck hilft nicht nur beim Erhalt und Betrieb von Klassikern, er kommt auch in der Produktion neuer Autos zum Einsatz: "Viele Hersteller nutzen den 3D-Druck zumindest beim Aufbau von Prototypen, weil sie dann noch keine teuren Spezialmaschinen für einzelne Komponenten bestellen müssen und die Form immer wieder variieren können", sagt Andreas Baader, Partner bei der Unternehmensberatung Barkawi Management Consultants in München.

So setzt BMW nach eigenen Angaben diese additiven Fertigungsverfahren im Konzeptfahrzeugbau bereits seit 1991 ein. Mittlerweile stellt die Abteilung im Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ) jedes Jahr rund 100.000 Bauteile her. Die ersten davon sind sogar bereits in Kundenhand: Denn für die Rennwagen der DTM und der Kundenserie Z4 GT3 haben die Bayern bereits 500 Wasserpumpenräder ausgedruckt. Angesichts der kleinen Stückzahlen sei das effizienter als mit speziellen Gussformen. Zudem erlaubt das Verfahren konstruktive Feinheiten, die man mit anderen Verfahren nicht hätte darstellen können.

BMW druckt Bauteile mit Laser und Metallpulver

Das Verfahren ist allerdings etwas komplizierter, als man es von den Heimgeräten kennt, sagt eine BMW-Sprecherin: "Der 3D-Drucker trägt den Werkstoff in einer 0,05 Millimeter dünnen Metallpulverschicht auf eine Bearbeitungsplatte auf. Ein Laserstrahl verschmilzt das Pulver an den gewünschten Stellen unter einer Schutzgasatmosphäre zu einer festen Aluminiumschicht."

Der Projektleiter von Local Motors will den Strati im nächsten Jahr auf den Markt bringen
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Künftig wird der 3D-Drucker für die Autohersteller noch sehr viel wichtiger, sagt Baader: "3D-Druck bietet die Chance, Gitternetzstrukturen zu gestalten, die bei gleicher Stabilität wesentlich filigraner sind - und dadurch leichter. So hilft der 3D-Druck beim Spritsparen und ermöglicht etwa im Innenraum größeren Komfort. Auch bestimmte Ersatzteile lassen sich im Schadensfall schneller wieder herstellen", sagt der Experte.

Den für den Endverbraucher vielleicht offensichtlichsten Vorteil sieht Baader in ganz neuen Möglichkeiten der Individualisierung: "Bald werden sich Autofahrer die Einstiegsleisten mit ihrem Namenszug drucken lassen können. Denkbar sind auch individuell angepasste Lenkräder oder Schalthebel".

Nestor Llanos geht das nicht weit genug. Der Projektleiter beim amerikanischen Start-up-Unternehmen Local Motors hat im vergangenen Herbst das erste komplette Fahrzeug aus dem 3D-Drucker auf die Räder gestellt: den Strati. In 44 Stunden ist die aus nur fünf Teilen bestehende Karosserie des Elektrofahrzeugs gedruckt worden, sagt Llanos: "Danach haben wir 15 Stunden gefräst, geschliffen und poliert und zwei Tage für die Endmontage benötigt, dann war der fahrfähige Prototyp fertig."

Noch taugt das Konzept nicht für die Serienproduktion, sagt Llanos. Doch schon in einem Jahr will er den Strati auf den Markt bringen. Und die Flotte wächst von Monat zu Monat. Denn wo immer Local Motors den 3D-Printer aufbaut, läuft es wie gedruckt - und 44 Stunden später steht ein neues Auto auf dem Stand.

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Der Projektleiter von Local Motors will den Strati im nächsten Jahr auf den Markt bringen
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Der Strati auf Probefahrt: Die komplette Karosserie des Autos stammt aus dem 3D-Drucker
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