Wie der 3D-Druck den Wandel in der Automobilbranche vorantreibt

Seit Henry Ford im Dezember 1913 das erste fahrende Fließband für die Massenproduktion eines ganzen Automobils installierte, ist die Automobilindustrie ein Wegweiser für Innovationen in der modernen Fertigung. Die Daten waren schon damals beeindruckend: Die Zeit, die für den Bau eines Autos benötigt wurde, reduzierte sich von mehr als 12 Stunden auf zwei Stunden und 30 Minuten.

Dieses Tempo der Veränderung und Innovation beschleunigt sich weiter, wobei der 3D-Druck eine zentrale Rolle spielt.

Es stimmt, dass der 3D-Druck, oder die additive Fertigung (AM), schon seit einiger Zeit in der Automobilindustrie eingesetzt wird. Laut einem Wohlers-Bericht aus dem Jahr 2015 machten Kraftfahrzeuge in jenem Jahr 16,1 % des 3D-Druckmarktes aus. Die ersten Anwendungen konzentrierten sich oft auf die schnelle Iteration von Autodesigns. Heute setzen Automobilhersteller aller Art den 3D-Druck auch in anderen Bereichen ein, z. B. bei der digitalen Bestandsaufnahme, bei Ersatzteilen und bei der Herstellung von Sonderwerkzeugen.

In der Vergangenheit war die Lagerhaltung und Distribution in der Automobilindustrie mit der Vorstellung verbunden, dass Ersatz- und Austauschteile physisch in riesigen Lagerhallen gestapelt wurden und Platz beanspruchten, bis sie benötigt wurden.

Ein aktueller Forbes-Artikel wirft ein neues Licht auf den Aufstieg digitaler Inventarisierungslösungen, die über strategisch auf der ganzen Welt verteilte On-Demand-Produktionsanlagen verfügen. Mit diesem neuen Glied in der globalen Lieferkette werden digitale Dateien sicher an 3D-Drucker gesendet, um Automobilteile auf Abruf herzustellen. Die unmittelbaren logistischen Vorteile sind zweifach: schnellere Auslieferung der Teile an die wartenden Kunden und Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der Fracht.

Für den deutschen Luxusautohersteller Porsche war die Herstellung und Lagerung von Ersatzteilen für seine Oldtimer angesichts der geringen Nachfrage finanziell nicht sinnvoll. Um den unvorhersehbaren Bedarf zu decken, setzt Porsche jetzt auf 3D-Druck für Metall- und Kunststoffteile und hat seinen Bestand an Ersatzteilen um ein digitales Lager ergänzt. Das hilft, Oldtimer auf der Straße zu halten – und Oldtimer-Besitzer bleiben loyal und glücklich.

Oldtimer-Ersatzteile wurden von einem Markforged-Kunden 3D-gedruckt

Es ist kein Geheimnis, dass es eine Herausforderung ist, Ersatzteile für Oldtimer zu finden und nachzubauen. Je älter das Fahrzeug ist, desto schwieriger wird es. Der 3D-Druck bietet eine Lösung, die es Unternehmen ermöglicht, Kundenwünsche schneller zu erfüllen und sich so auf dem Markt zu differenzieren, wie ein Kunde von Markforged herausgefunden hat.

Ein Full-Service-Auftragsfertiger, der in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und petrochemischen Industrie tätig ist, suchte nach einer Möglichkeit, in einer gesättigten Branche wettbewerbsfähig zu bleiben, indem er seinen Kunden neue Möglichkeiten bietet. Einer seiner Kunden bot genau die richtige Gelegenheit: die Restaurierung des Original-Vergasers eines Oldtimers aus den 1930er Jahren. Als sich die Reparatur des Teils als unmöglich erwies, wagte der Auftragsfertiger den Sprung zum 3D-Metalldruck. Mithilfe von 3D-Scannern wurde der Vergaserdeckel des Kunden nachgebaut und ein Modell auf dem Markforged Carbonfaser 3D-Drucker aus Onyx-Material gedruckt, um die Passung mit den vorhandenen Komponenten zu überprüfen. Der Vergaser wurde dann auf dem Markforged Metal X-Drucker in 1.4542 Edelstahl 3D gedruckt. Dies war ein Wendepunkt für den Auftragsfertiger, dank des 3D-Drucks, der die Anforderungen des Unternehmens in Bezug auf Technologie, Preis und Kundenzufriedenheit erfüllte.

In der Automobilindustrie führt das Streben nach ständiger Verbesserung der Fahrzeugleistung oft dazu, dass einzigartige, komplexe Komponententeile erstellt werden müssen. Mit dem 3D-Druck können Teile für ein bestimmtes Fahrzeug oder einen bestimmten Fahrer entworfen und mit Spezialwerkzeugen hergestellt werden.

Nehmen Sie z. B. Prototypen von Rennwagen und Motorrädern im Motorsport, bei denen die Fahrzeuge speziell angefertigt werden, um die Leistung auf der Rennstrecke zu maximieren und der Konkurrenz voraus zu sein. Die Geschwindigkeit, mit der das Design eines neuen Bauteils verändert werden kann und wie lange die Wiederherstellung dauert, sind Schlüsselfaktoren für den Erfolg. Genau aus diesem Grund nutzt das Moto2-Motorradrennteam TransFIORmers den 3D-Druck für sein neues Design der Vorderradaufhängung. Dieser Ansatz liefert schnell ein einzigartiges Querlenker-Vorderradaufhängungsteil aus Titan. Das Endprodukt ist 40 % leichter und wesentlich steifer als bei der Herstellung mit anderen Materialien und Methoden.

Kundenspezifische Werkzeuge können in 3D gedruckt werden, um bei der Herstellung von Autos zu helfen

Man könnte sagen, dass die Zukunft schon jetzt da ist, da der 3D-Druck zur Herstellung kompletter Autos verwendet wird – alles von nützlichen Konzeptautos und sportlichen Elektroautos bis hin zu Fahrzeugen, die speziell zur Unterstützung der wissenschaftlichen Forschung entwickelt wurden. Der 3D-Druck revolutioniert auch die Restaurierung von Oldtimern, wie z. B. die Nachbildung von Elvis’ BMW 507, die eine Reihe von 3D-gedruckten Komponenten enthielt.
Und wie sieht die Zukunft aus? Seien Sie nicht überrascht, wenn Sie komplett 3D gedruckte Autos sehen, die in Massenproduktion hergestellt und zum Kauf angeboten werden.

Markforged 3D-Drucker sind auf jeden Fall mit von der Partie – sie bieten Automobilherstellern die Möglichkeit, Produkte schneller, günstiger und effizienter herzustellen, indem sie den 3D-Druck in den Fertigungsablauf integrieren. Unsere Metall- und Carbonfaser-3D-Drucker verbessern die Effizienz der Lieferkette, indem sie die Ausfallzeiten in der Fertigung durch On-Demand-Produktion reduzieren. Außerdem verkürzen wir die Zeit bis zur Markteinführung mit 3D-Druckern, die bis zu 50-mal schneller als herkömmliche Fertigungsmethoden drucken können, und das bei bis zu 20-mal niedrigeren Kosten. Alles gute Gründe, warum Automobilriesen sowie Tausende von Automobil-OEMs in 50 Ländern Markforged-Drucker nutzen, um am selben Tag Prototypen, Endverbrauchsteile sowie Werkzeuge und Vorrichtungen zu produzieren.