Generative Fertigungsverfahren für futuristische Fahrzeugskulptur

Ein Bauteil, ein Modul oder gar eine komplette Karosserie aus einem Stück, das in einem einzigen Fertigungsprozess gefertigt wird! Unmöglich? Was heute nach Utopie klingt, haben die aktuellen Fortschritte in der generativen Fertigung ein ganzes Stück erreichbarer gemacht. Grund genug für EDAG, als Entwicklungsdienstleister der Automobilindustrie den Status Quo der „Generativen Fertigungsverfahren“ im Hinblick auf ihre industrielle Anwendung für Bauteile, Module bis hin zu kompletten Karosserien zu bewerten und zeitlich einzuordnen.

Auf dem Genfer Salon präsentiert EDAG die futuristische Fahrzeugskulptur „EDAG GENESIS“, die das revolutionäre Potenzial der generativen Fertigung am Beispiel einer Karosseriestruktur aufzeigen soll. „EDAG GENESIS“ basiert auf den bionischen Mustern einer Schildkröte, deren Panzer Schutz und Dämpfung liefert und mit dem Bewegungsskelett vereint ist. Der Skelettrahmen des Exponats erinnert an natürlich gewachsene Knochengerüste, die in Form und Anordnung eines deutlich hervorheben sollen: Diese organischen Strukturen kann man mit konventionellen Werkzeugen nicht bauen.  Hier könnte die generative Fertigung den Designern und Ingenieuren zukünftig enorme Freiheitsgrade und neue Gestaltungsmöglichkeiten für die Entwicklung und Fertigung erschließen.

Zukunft oder Utopie? Die EDAG Analyse gibt Antworten

Ein fachübergreifend zusammengesetztes Team aus EDAG Designern und Spezialisten des EDAG Competence Centers „Leichtbau“ hat die Potenziale von aussichtsreichen Verfahren der generativen Fertigung näher untersucht und mit Experten aus Forschung und Industrie diskutiert. Als Kandidaten für die Standortbestimmung des „Additive Manufacturing“ traten u.a. Technologien wie Selektive Laser Sintering (SLS), Selektive Laser Melting (SLM), Stereolithografie (SLA) bis hin zum Fused Deposition Modelling (FDM) an.

Zur Bewertung wurden die Technologien in einer eigens entwickelten Bewertungsmatrix quantifiziert, die u.a. Kriterien wie Strukturrelevanz, mögliche Bauteilgröße bis hin zur Fertigungstoleranz und Herstellkosten beinhaltete. Im Ergebnis stellte sich ein weiterentwickeltes FDM-Verfahren als aussichtsreicher Kandidat für das Zukunftsthema der „generativen Fertigung“ dar. Im Gegensatz zu den anderen Technologien bietet das FDM die Möglichkeit, nahezu beliebige Bauteilgrößen zu fertigen, da hier keine Beschränkung durch einen vorgegebenen Bauraum gegeben ist. Vielmehr werden die Strukturen durch den Auftrag von Thermoplastwerkstoffen durch Roboter generiert. Im freien Raum entstehen Schicht für Schicht komplexe Strukturen – gänzlich ohne Werkzeug und Vorrichtungen. Durch die Möglichkeit, Endlos-Kohlefasern im Fertigungsprozess mit einzubringen, können zudem die  gewünschten Festigkeiten und Steifigkeitswerte erreicht werden. Der industrielle Einsatz der generativen Fertigungsverfahren steht zwar noch am Anfang; die revolutionären Vorteile im Hinblick auf Freiheitsgrade in der Entwicklung bis hin zur werkzeuglosen Fertigung machen diese Technologie zu einem Zukunftsthema.

Aus heutiger Sicht ist eine Fertigung von Bauteilen und im nächsten Schritt von Modulen durchaus erreichbar. Das Ziel, komplette Karosserien mit generativen Fertigungsverfahren produzieren zu können, ist noch weit von der industriellen Anwendung entfernt und bleibt aktuell eine wünschenswerte Vision.

Die EDAG Group wird die weiteren Evolutionen der „generativen Fertigung“ eng begleiten. Das Ziel: Praktikable und valide Anwendungsfälle für den Einsatz in der Bauteilentwicklung und Produktion entwickeln und vorstellen.