Seite 5: Dreidimensionale Drucke im Prototypenbau

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In der modernen Fahrzeugentwicklung wird wenig geschätzt, sondern gleich berechnet und simuliert. Die Ergebnisse dieser Arbeit liegen erstaunlich deckungsgleich über der Realität. Da diese aber unberechenbar komplex ist, folgt immer eine reale Erprobung. Und hier beschleunigt es die Feedback-Schleife der Fahrzeugentwicklung ungeheuer, wenn ein Ingenieur seine berechneten Teile für die Tiefziehpresse oder den Aluminiumguss in einer Woche schon draußen im Test haben kann – Teile, die wie gesagt fast exakt den späteren Serienteilen entsprechen. Die Strahlschmelzanlagen, die BMW einsetzt, kosten pro Stück rund eine halbe Million Euro. Sie sparen wahrscheinlich deutlich höhere Beträge.

3D-Drucken
Alle generativen Verfahren haben eine gewisse Ähnlichkeit mit Druckern, am deutlichsten ist die Ähnlichkeit bei den Geräten, die tatsächlich „3D-Drucker“ heißen. Diese Maschinen funktionieren im Grunde sehr ähnlich wie ein handelsüblicher Tintenstrahldrucker: Eine Düse tröpfelt verflüssigten Kunststoff auf eine sich schichtweise absenkende Trägerplatte. Die erste Generation der 3D-Drucker hatte meist nur eine Düse und arbeitete daher mit Stützstrukturen. Neuere Geräte sprühen meist zweierlei Substanzen aus zwei Düsen – eine den Werkstoff, die andere ein stützendes Wachs oder Gel. Wachse schmelzen bei Erwärmung, ein Gel löst sich in Wasser auf. Es bleibt in beiden Fällen ein krückenloses Werkstück.

BMW verwendet einen 3D-Drucker, der mit einem Acryl druckt und mit einem wasserlöslichen Gel stützt. Die Auflösung in Z-Richtung, also die Schichtdicke, liegt bei lediglich 16 Mikrometern. Das ist klein genug, um bewegliche Teile direkt in einem Durchgang auszudrucken. In der Beispielbox bei BMW liegt zum Beispiel ein funktionstüchtiger Engländer und ein handtellergroßes Planetengetriebe. Der Drucker ist außerdem so genau, dass die typische Stufenbildung generativer Prozesse dem ungeschulten Auge praktisch nicht mehr auffällt.