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AM in Gießerein Elektromobilität wird durch Gussteile und 3D-Druck vorangetrieben

| Redakteur: Stefan Guggenberger

Da Elektromotoren deutlich weniger Gussteile brauchen als Verbrennungsmotoren, sehen viele Gießerein der E-Mobilität skeptisch entgegen. Eine chinesische Gießerei zeigt nun, wie sich E-Motorenbau, Gussfertigung und 3D-Druck gewinnbringend kombinieren lassen.

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Zur Weiterentwicklung von E-Motoren setzt die chinesische Gießerei 3D-gedruckte Sandgussformen ein.
Zur Weiterentwicklung von E-Motoren setzt die chinesische Gießerei 3D-gedruckte Sandgussformen ein.
(Bild: Voxeljet )

Viele Automobilzulieferer und vor allem Gießereien sehen ihre Existenz durch die E-Mobilität bedroht. Für elektronisch betriebene Fahrzeuge werden schlicht weniger Bauteile benötigt als bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Der Drucksystemhersteller Voxeljet möchte diese Befürchtungen jetzt mit einer neuen Case Study entkräften: Denn die additive Fertigung von Gussformen mit anschließendem Abguss hält nun auch Einzug in die Produktion von Komponenten für die Elektromobilität. Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Asia-Pacific Devision von Voxeljet konnte in China wichtige Kunden mit 3D-gedruckten Sandformen beliefern.

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Um die Leistung ihres Elektromotors zu verbessern, wandte sich der Kunde der chinesischen Gießerei MeiMai Fastcast Suzhou Co. LTD an Voxeljet. Die Aufgabenstellung: Die erste Generation des Elektromotors war den Ansprüchen verschiedener PKW nicht gerecht geworden. Lichi Wu Projektmanager bei MeiMai Suzhou: „Wir mussten schnell erheblich besser werden und dafür zahlreiche Varianten des E-Motorgehäuses testen. Doch die herkömmlichen Produktionsverfahren für Gussformen sind extrem zeitraubend. Zum Glück stießen wir auf das 3D-Druckverfahren von voxeljet für Gussformen.“

Schnelle Designiterationen dank 3D-Technologie

„Flexibilität und Zeitersparnis waren die kritischen Faktoren, wegen denen MeiMai Suzhou auf uns zukam“, erinnert sich Tianshi von voxeljet. „Denn die konventionelle Fertigung der Gehäuseteile für die Prototypen der elektrischen Automotoren nahm einfach zu viel Zeit in Anspruch.“ Die Umsetzung verschiedener Designiterationen und nachgelagerter Änderungen an den Teilen konnte MeiMai Suzhou mit dem 3D-Druck extrem schnell durchführen und das Projekt sogar noch vor der gesetzten Deadline abschließen. Inklusive einer vollständigen Datenerstellung der unterschiedlichen Bauteile.

Kosteneffizienter Prototypenbau ohne Werkzeuge

Weitere Vorteile des 3D-Druckverfahrens, die MeiMai Suzhou beobachten konnte, waren neben der raschen Fertigung der Gussformen auch die Kosteneffizienz bei kleinen Losgrößen. Denn die 3D-gedruckten Sandformen lassen sich in kleiner Stückzahl vergleichsweise günstig, da werkzeuglos, herstellen.

„Die Produktion verschiedener Motortypen kann durch den industriellen 3D-Druck deutlich schneller erfolgen“, sagt Wu. „Durch den schnellen und werkzeuglosen Formenbau können beispielsweise sowohl Prototypen von Motortyp A als auch -typ B gleichzeitig installiert und getestet werden und dann der leistungsstärkere oder effizientere für die Massenproduktion ausgewählt werden.“

Gießerei sieht großes Potenzial für Additive Fertigung

Der Einsatz von industriellem 3D-Druck ist aber nicht nur für Elektromotorengehäuse denkbar. Die chinesische Gießerei MeiMai Suzhou experimentiert bereits mit der Fertigung von Sandformen für Retardergehäuse, Reglergehäuse, diverse Halterungen, Hilfsrahmen und viele andere Bauteile, die eine elementare Rolle in der E-Mobilität spielen. Lichi Wu gibt sich erwartungsfroh: „Das Verfahren erleichtert den Bau von Prototypen und die Weiterentwicklung der zukünftigen Mobilität.“

Bauteiloptimierung verbessert die Motorleistung

Neben der raschen Realisierung der Motorenteile konnte MeiMai Suzhou durch geschickte Optimierung der Bauformen sogar die Motorleistung steigern. „Auch die Haltbarkeit der Bauteile lässt sich beeinflussen. Als nächsten Schritt bei der Gehäuseentwicklung werden wir noch die Gewichtseinsparung durch Topologieanpassungen wie Lage und Höhe der äußeren Verstärkungsrippen in Angriff nehmen“, freut sich Tianshi.

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