Partnerprojekt LightHinge+: Additiv gefertigtes Motorhauben-Scharnier zeigt Potential des 3D-Drucks 3 Minuten Lesezeit
Innovation

Partnerprojekt LightHinge+: Additiv gefertigtes Motorhauben-Scharnier zeigt Potential des 3D-Drucks

Julia Hermetter

voestalpine, EDAG und Simufact stellen auf der IAA die Ergebnisse ihres gemeinsamen Projektes zur additiven Fertigung vor. Dieses Projekt zeigt die Potenziale des 3D-Drucks für die automobile Fertigung auf.

Additive Manufacturing

Darstellung der Scharnierfunktion © EDAG

Den praktischen Einsatz und das Potenzial von additiven Fertigungstechnologien in der Automobilproduktion aufzeigen – mit diesem Ziel haben sich die Projektpartner voestalpine Additive Manufacturing Center, EDAG Engineering, sowie Simufact Engineering zusammengeschlossen und das Projekt „LightHinge+“ gestartet. LightHinge+ ist ein im Laserstrahlschmelzverfahren additiv hergestelltes Motorhauben-Scharnier, das Leichtbau und erhöhte Sicherheit in einer Konstruktion vereint. Das Ergebnis des Projektes ist eine Neuentwicklung mit einer ultimativen Gewichtsreduktion, die in kleinen Serien hergestellt werden kann. Das Projekt stellen die Partner auf der diesjährigen IAA 2017 in Frankfurt vor.

50 % Gewichtsersparnis dank bionischer Struktur

Gegenüberstellung Bauteile

Gegenüberstellung: Additive Fertigung und herkömmliche Bauweise. © EDAG

Motorhauben-Scharniersysteme sind aufgrund der hohen Anforderungen an Sicherheit und Funktionalität sehr komplex. Dadurch blieb der Leichtbau bislang auf der Strecke. Beim partnerschaftlichen Projekt LightHinge+ wurde das Scharnier durch die generative Fertigung ganz neu überdacht.

Nach der Neukonstruktion des Scharniersystems, das durch komplexe Strukturen gekennzeichnet ist, übernahm das voestalpine Additive Manufacturing Center die Topologieoptimierung der Bauteile. Unter Anwendung bionischer Prinzipien gelang es, den minimalen Materialbedarf zu ermitteln und einen Gewichtsvorteil von 50 % gegenüber der Referenz zu erzielen.

„Die Topologieoptimierung berechnet anhand der tatsächlichen Belastungen den minimalen Materialbedarf des Scharniers,“ erklärt Eric Klemp, Geschäftsführer des voestalpine Additive Manufacturing Center in Düsseldorf. „Die daraus resultierenden Geometrien der Bauteile erfordern einen hohen Anteil an Stützstrukturen, die wir im Projekt dann auf ein Minimum reduzieren konnten“, so Klemp.

Von der Simulation zur Umsetzung

In Bezug auf Festigkeit und Verzug wurde das Scharnier für den Additive Manufacturing-Prozess simuliert. Die Simulation des eigentlichen Druckprozesses im 3D-Drucker stellt einen wichtigen Zwischenschritt in der Konstruktion und Fertigung additiver Bauteile dar. Hier kam Simufact mit seiner speziell für die additive Fertigung erstellten Softwarelösung „Simufact Additive“ zum Zuge.

Schließlich wurde das Teil mit minimaler Stützstruktur konstruiert. Es weist eine integrierte Sollbruchstelle auf, die bei einem möglichen Unfall dem Schutz von Fußgängern dient.

Potential des 3D-Drucks wurde aufgezeigt

IAA

Gemeinsame Präsentation auf der IAA. © EDAG

Bei diesem Musterbauteil wurden neue Kundenanforderungen und Funktionen gepaart mit einigen Alleinstellungsmerkmalen in einem einzelnen Bauteil attraktiv umgesetzt. Kurzfristige Designänderungen sind effizient umsetzbar, Innovationszyklen werden kürzer, die Lagerhaltung wird minimiert und die Produktion dezentralisiert.

Am Ende wurde im voestalpine Additive Manufacturing Center eine wirtschaftliche, ressourcen-schonende Fertigung mit geringer Nacharbeit erzielt. Das Scharnier ist somit nach dem Laserschmelzprozess bereits so gut wie einsatzbereit.

 

Für weitere Informationen zum LightHinge+ Projekt besuchen Sie die Projektpartner auf der IAA am EDAG-Stand in Halle 5.1, Stand B04.