Automobilindustrie

Additive Fertigung für die Automobilindustrie

Nutzen Sie die additive Fertigung als strategischen Treiber, um Innovationen zu beschleunigen, die Effizienz zu steigern und die Lebensdauer von Fahrzeugen zu verlängern – und so die Zukunft des Automobildesigns aktiv mitzugestalten.

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Additive Fertigung für die Automobilindustrie

Herausforderungen

Was fordert die Automobilindustrie – und was ist unsere Lösung

Bessere Wärmeleistung

3D-gedruckte Bauteile verbessern die thermische Leistung durch die präzise Kontrolle von Geometrie und Materialverteilung. Interne Kühlkanäle, Strömungswege und thermisch optimierte Strukturen lassen sich direkt in das Bauteil integrieren, was Hotspots reduziert und die Wärmeableitung verbessert. Das Material kann genau dort gezielt verstärkt werden, wo hohe Temperaturen auftreten. Dies stellt sicher, dass Komponenten ihre Formstabilität und mechanische Festigkeit auch unter wiederholten thermischen Belastungen beibehalten, wie sie im Automobilbereich üblich sind.

Erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten

Der 3D-Druck bietet nahezu unbegrenzte Designfreiheit. Dadurch lassen sich selbst komplexeste Merkmale – wie Hohlräume, filigrane Strukturen, Wabenmuster oder feinste Details – präzise fertigen und jederzeit exakt reproduzieren. Diese Designfreiheit unterstützt Entwickler dabei, ihre Ideen ohne Einschränkungen umzusetzen. In Kombination mit der hohen Druckgeschwindigkeit und dem geringen Materialverbrauch des 3D-Drucks ermöglicht dies zudem das Experimentieren mit neuen Formen und Strukturen, die die Leistung oder Energieeffizienz steigern können.

Leichtbau & Materialeffizienz

Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung hochoptimierter, materialeffizienter Strukturen, indem Werkstoff nur dort platziert wird, wo er funktional erforderlich ist, anstatt auf die gleichmäßigen Wandstärken oder massiven Geometrien konventioneller Fertigungsverfahren angewiesen zu sein. Durch Topologieoptimierung, Gitterstrukturen und eine belastungsgerechte Konstruktion können Bauteile die gleiche – oder sogar eine höhere – mechanische Leistung bei deutlich geringerem Materialeinsatz erzielen.

Maßgenauigkeit und Stabilität

Die Bauteile werden direkt aus CAD-Daten gefertigt, was eine hohe Wiederholgenauigkeit und enge Toleranzen ohne Werkzeugverschleiß oder Formabweichungen garantiert. Die Geometrie lässt sich gezielt optimieren, um Schwindung, Verzug und thermische Ausdehnung zu kontrollieren, während integrierte Rippen und Verstärkungsstrukturen die Formstabilität unter Last und Temperaturschwankungen sichern. Das Ergebnis sind absolut passgenaue Komponenten, die ihre Maßhaltigkeit über alle thermischen Zyklen und die gesamte Lebensdauer unter den anspruchsvollen Bedingungen der Automobilindustrie beibehalten.

Aerodynamik

Der 3D-Druck revolutioniert die aerodynamische Entwicklung in der Automobilindustrie, indem die schnelle Konstruktion strömungskritischer Bauteile ermöglicht wird. Ingenieure können hochkomplexe Geometrien und fein abgestimmte Oberflächenstrukturen realisieren, die mit traditionellen Fertigungsmethoden oft nicht umsetzbar sind. Die additive Fertigung erschließt somit neue Dimensionen der aerodynamischen Performance. Zudem erleichtert sie präzisere und kosteneffizientere Windkanal- und Fahrzeugtests, sodass Konstrukteure aerodynamische Konzepte unter realistischen Bedingungen validieren und optimieren können. Diese Kombination aus Gestaltungsfreiheit und Präzision beschleunigt Innovationen, verbessert die Kraftstoffeffizienz, erhöht die Fahrzeugstabilität und unterstützt die Entwicklung der nächsten Generation leistungsstarker und nachhaltiger Fahrzeuge.

Materialien

Unsere empfohlenen Materialien

Interieurdesign und Modellbau

Interieurdesign und Modellbau

Somos® WaterShed® Black ist ein hochleistungsstarkes Stereolithografie-(SLA)-Resin, das sich ideal für Anwendungen wie Interieurkomponenten und den Modellbau eignet, bei denen Langlebigkeit, Ästhetik und Detailgenauigkeit entscheidend sind. Das Material bietet eine gute Zugfestigkeit und ein hohes Zugmodul, was eine solide Steifigkeit und strukturelle Integrität für Automobilkomponenten gewährleistet. Mit einer moderaten Bruchdehnung bietet es zudem eine ausreichende Zähigkeit, um der Handhabung und moderaten mechanischen Belastungen standzuhalten. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur liegt bei 50 °C, wodurch es für Bauteile geeignet ist, die geringer Wärme ausgesetzt sind.

Somos® WaterShed® Black wird für seine ausgewogene Kombination aus mechanischer Festigkeit, Maßhaltigkeit und hervorragender Oberflächengüte empfohlen. Diese Eigenschaften machen es besonders geeignet für hochwertige Automobil-Interieurkomponenten, die sowohl optische Exzellenz als auch eine zuverlässige Leistung im täglichen Einsatz erfordern.

Eigenschaften

  • Zugfestigkeit bei Bruch: 50,4 MPa
  • Zugmodul: 2.770 MPa
  • Wasseraufnahme: 0,35%

Anwendungsfälle

  • Spiegelgehäuse
  • Felgen
  • Kühlergrills
  • Stoßfänger
  • Interior Komponenten
Realistisches Multi-Farb-/Material-Prototyping

Realistisches Multi-Farb-/Material-Prototyping

PolyJet-Materialien werden in der Automobilindustrie weit verbreitet für realistische Multi-Farb- und Multi-Material-Prototypen eingesetzt und bieten hohe Detailgenauigkeit, Farbtreue und funktionale Vielseitigkeit. Sie unterstützen über 500.000 Farben, einschließlich realistischer Lacktöne und kundenspezifischer Mischungen, und gewährleisten so eine genaue visuelle Darstellung.

Dank der Digital-Materials-Technologie können PolyJet-Materialien starre, flexible, farbige und transparente Eigenschaften in einem einzigen Druck kombinieren, um Kunststoffe sowie gummi- und polypropylenähnliche Komponenten zu simulieren.

Ein starres PolyJet-Material wie ToughONE™ bietet hohe Festigkeit und Langlebigkeit – ideal für Funktionsprototypen und Automobilkomponenten, die hohen Belastungen ausgesetzt sind. Es liefert präzise, glatte Oberflächen für seriennahe Bauteile.

Für flexible Anwendungen liefert Agilus30™ langlebige, reißfeste Materialien, die Elastizität mit außergewöhnlicher Schlagzähigkeit kombinieren. Es sorgt für glatte Oberflächen, hohe Präzision und konstante Leistung und ermöglicht Rapid Prototyping, Funktionstests und die Kleinserienfertigung von flexiblen Automobilkomponenten.

VeroClear™ liefert starre, transparente Komponenten mit hervorragender Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität – ideal für Funktionsprototypen, die Designvalidierung und visuelle Inspektionen, bei denen Klarheit und Präzision im Vordergrund stehen.

Eigenschaften

  • Standardgenauigkeit: 0,1–0,3 mm
  • Schichtdicke: 0,032 mm
  • Minimale Wandstärke: 1 mm

Anwendungsfälle

  • Kleinserien-Modellprototypen
  • Scheinwerferprototypen
  • Armaturenbrett-Prototypen
Große mechanische Komponenten

Große mechanische Komponenten

Stratasys® ABS-M30 ist ein FDM-Thermoplast in Produktionsqualität, das 25–70 % fester ist als Standard-ABS. Dadurch eignet er sich hervorragend für große mechanische Bauteile in der Automobilindustrie. Es bietet eine ausgewogene Kombination aus Festigkeit, Zähigkeit und thermischer Stabilität.

ABS-M30 weist eine hervorragende Zugfestigkeit und ein hohes Zugmodul auf, sodass große Bauteile die erforderliche Steifigkeit für strukturelle und tragende Anwendungen erreichen. Seine gute Schlagzähigkeit und eine Wärmeformbeständigkeit von bis zu 96 °C gewährleisten Maßhaltigkeit und Langlebigkeit in typischen Einsatzumgebungen.

Dank der starken Schichtbindung und der Möglichkeit, große Bauteile in einem Stück zu fertigen, ist ABS-M30 ideal für große mechanische Komponenten geeignet. Dies macht es zu einer leichten und kosteneffizienten Alternative zu spanend bearbeiteten Metallwerkzeugen in der Fahrzeugentwicklung und in Umrüstzyklen.

Eigenschaften

  • Zugfestigkeit: 32 MPa
  • Biegefestigkeit: 60 MPa
  • Wärmeformbeständigkeit: 82 °C bei 1,8 MPa

Anwendungsfälle

  • Stoßfängerhalterungen
  • HLK-Gehäuse
  • Ansaugkanäle und Luftführungen
Vorrichtungen und Halterungen

Vorrichtungen und Halterungen

Stratasys® FDM Nylon 12CF ist ein mit geschnittenen Kohlenstofffasern verstärkter Polyamid-12-Verbundwerkstoff (35 % Kohlefaseranteil nach Gewicht), der effektiv für Automotive-Vorrichtungen und -Werkzeuge eingesetzt werden kann, bei denen hohe Steifigkeit, geringes Gewicht und Langlebigkeit erforderlich sind. Das Material erreicht eine Zugfestigkeit von ca. 76 MPa, eine Biegefestigkeit von ca. 142 MPa – den höchsten Wert unter den Stratasys FDM-Thermoplasten – sowie Modulwerte von bis zu ca. 5.700 MPa für eine außergewöhnliche Steifigkeit. Die Wärmeformbeständigkeit liegt bei ca. 143 °C bei 264 psi, wodurch sich Nylon 12CF auch für Anwendungen bei erhöhten Temperaturen eignet.

Diese Eigenschaften machen Nylon 12CF zu einer starken Alternative zu konventionellen Materialien in der Automobilfertigung, da das Gewicht von Vorrichtungen im Vergleich zu Metall um bis zu etwa 50 % reduziert werden kann, was die Handhabung und den Transport erleichtert. Die hohe Steifigkeit und Haltbarkeit erlauben eine wiederholte Belastung ohne nennenswerte Verformung, wodurch es sich besonders für Montagevorrichtungen, Positionierhilfen und Prüfwerkzeuge eignet. Zudem gewährleisten die gute thermische Stabilität und die chemische Beständigkeit gegen viele Öle und Fette eine zuverlässige Leistung bei erhöhten Temperaturen sowie in typischen Automobil-Montageumgebungen.

Eigenschaften

  • Zugfestigkeit: ca. 75–76 MPa
  • Wärmeformbeständigkeit (HDT, 1,82 MPa / 264 psi): ca. 143 °C
  • Biegefestigkeit: ca. 140 MPa

Anwendungsfälle

  • Zentrierstifte & Bezugspunkte
  • Montage-, Positionier- und Fixiervorrichtungen
  • Prüf- und Messvorrichtungen
Windkanaltests

Windkanaltests

Somos® PerFORM™ ist ein Stereolithographie-Resin von Stratasys®, das für feste, starre, hochtemperaturbeständige Verbundbauteile entwickelt wurde. Seine Detailauflösung und Steifigkeit machen es zur optimalen Wahl für repräsentative Prototypenbauteile für Windkanaltests.

Das Material zeigt hohe mechanische und thermische Leistung, mit einer Zugfestigkeit von 68 MPa nach der UV-Nachhärtung und bis zu 80 MPa nach thermischer Nachhärtung. Die Biegefestigkeit folgt einem ähnlichen Trend und erreicht 120 MPa nach UV-Nachhärtung und bis zu 146 MPa nach thermischer Nachhärtung. In Bezug auf die Hitzebeständigkeit kann die Wärmeformbeständigkeit (HDT) bei 1,81 MPa beachtliche 268 °C erreichen, was die exzellente Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen unterstreicht. Zudem liegt die Glasübergangstemperatur (Tg) zwischen 72 °C nach der UV-Nachhärtung und 81 °C nach der thermischen Nachhärtung, was die Vorteile einer thermischen Nachbehandlung verdeutlicht.

Somos® PerFORM™ liefert die Festigkeit, Präzision und Oberflächenqualität, die für hochpräzise Windkanaltests erforderlich sind, und unterstützt das Rapid Prototyping sowie zuverlässige aerodynamische Forschung in der Automobilindustrie.

Eigenschaften

  • Zugfestigkeit: 68-80 MPa
  • Wärmeformbeständigkeit (HDT): bis zu 268°C @ 1,81 MPa
  • Biegefestigkeit: 120-146 MPa
  • Zugmodul: 9.800-10.500 MPa

Anwendungsfälle

  • Komponenten im Motorraum
  • Haptisch hochwertige Bauteile
  • Windkanalmodelle

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