Die Fertigungszeit um Wochen verkürzt

München. Die Potenziale des 3D-Drucks sind bestechend und lange bekannt: Teile lassen sich kostengünstig in Losgröße 1 fertigen, es können Geometrien hergestellt werden, die zu fertigen bislang unmöglich war. Beide Vorteile sind für die Automobilindustrie bislang vor allem im Prototypen- und Werkzeugbau interessant und kaum für das Endprodukt. Das „Auto aus dem Drucker“ ist noch lange nicht in Sicht.

„Die Möglichkeiten des 3D-Drucks in der Automobilindustrie sind immens. Wir bei Volkswagen sind auch bei dieser digitalen Technik führend und wollen unseren Wissensvorsprung weiter ausbauen“, sagte jüngst VW-Chef Martin Winterkorn. „Der Werkzeugbau der Marke Volkswagen stieg im März 2014 in den produktiven Einsatz ein und hat seitdem schon eine Vielzahl von Werkzeugen ausgeliefert, die sich in unseren Werken im Dauereinsatz bewähren“, erläutert Gerd Rupp, Leiter des Werkzeugbaus.

Im Werkzeugbau kann der 3D-Druck alle Stärken voll ausspielen: Einzelstücke in nahezu beliebigen Formen herstellen. Mit diesem Verfahren produziert VW auch Werkstücke, „die konventionell gar nicht herstellbar sind“, betont Rupp. Bei sogenannten Warmumformbacken für Presswerkzeuge beispielsweise „werden innenliegende und konturnahe Kühlkanäle in massives Metall gedruckt. Durch diese konturnahen Kühlkanäle steigern wir die Kühlleistung und die senken die Durchlaufzeit im Presswerk erheblich“, erläutert der Chef des Werkzeugbaus.

Für solche Anwendungen wird das selektive Laserschmelzen eingesetzt, bei dem per Laser Metallpulver schichtweise so geschmolzen wird, dass sich die gewünschte Form ergibt. Als weitere Anwendung nennt Rupp „Sandprintverfahren“, mit denen Gussformen ohne Zwischenschritte hergestellt werden und die Gussqualität deutlich verbessern.

Künftig will Rupp den 3D-Druck auch zur Fertigung von Komponenten von Kaltumformwerkzeugen wie Blechhalter, Matrizen oder Stempel einsetzen. Auch Prototypenteile stellt VW mit derartigen Verfahren her, etwa in den Bereichen Karosserie und Antrieb. „Innerhalb kürzester Zeit können diese Prototypenteile gedruckt werden – ohne zeitaufwendig Werkzeuge und Vorrichtungen nach herkömmlichem Verfahren zu bauen“, hebt Rupp hervor. Teilweise habe sich durch die additiven Verfahren die Fertigungszeit um Tage oder sogar Wochen verkürzt.

Langfristig will VW auch „bezahlbare Sonderanfertigungen von Einzelteilen für Autokäufer möglich machen“. Konkrete Teile dafür seien allerdings noch nicht definiert. Zunächst werde das Potenzial geprüft, erläutert Rupp.

Volkswagen Nutzfahrzeuge (VWN) konzentriert sich vor allem auf die Herstellung von Kunststoffteilen für Prototypen sowie Betriebsmittel mit additiven Verfahren. Auf diese Weise erstelle man „Betriebsmittelkomponenten bis hin zu kompletten Kunststoffvorrichtungen“, erklärt ein Sprecher von VWN. Weil Teile ohne Zwischenschritt direkt aus CAD-Daten erzeugt werden, entfällt die komplette CNC-Bearbeitung beziehungsweise die Herstellung eines Werkzeugs. Das große Potenzial sehen die Nutzfahrzeugbauer bei VW in der geringen Fertigungszeit, der abfallfreien Produktion und darin, mehrere geometrisch unterschiedliche Bauteile in einem Arbeitsgang herstellen zu können. Im Bereich der Betriebsmittel würden beispielsweise bis zu 1000 Kleinteile mit unterschiedlichen Formen in einem Arbeitsgang innerhalb von 48 Stunden hergestellt. Wie schnell sich mit additiven Verfahren gefertigte Teile auch im Endprodukt beim Kunden finden, hängt entscheidend von der Weiterentwicklung der Technik und den Stückzahlen ab. Technologisch wie auch wirtschaftlich könne der 3D-Druck schon heute eine hervorragende Alternative zum Spritzguss sein, wenn es sich um Individualteile mit kleinen Stückzahlen handele, betonen die Experten bei VWN.