31. Januar 2021 durch Jennifer Sensiba
Letzten Monat haben wir eine wirklich coole Geschichte verpasst, die es immer noch wert ist, behandelt zu werden. Porsche verwendet 3D-Druck, um EV-Antriebskomponenten zu erstellen, die leichter, stärker und einfacher zu handhaben sind. All diese Dinge verbessern die Emissionen von der Herstellung bis zum Herumfahren des Fahrzeugs.
Die 3D-gedruckten EV-Getriebekomponenten, bevor sie für den Einsatz vorbereitet werden. Die geraden Linien zwischen der Baufläche und den Teilen sind „Stützen“, die nach dem Drucken abbrechen. Bild von Porsche.
„Dies zeigt, dass die additive Fertigung mit all ihren Vorteilen auch für größere und stark beanspruchte Bauteile in elektrischen Sportwagen geeignet ist“, sagt Falk Heilfort, Projektleiter in der Abteilung Antriebsstrang-Weiterentwicklung im Porsche Development Center in Weissach.
Porsche verwendet jedoch keine Consumer-3D-Drucker. Das Unternehmen verfügt über viel bessere Druckwerkzeuge, die Metall als Rohmaterial verwenden können und eine viel höhere Festigkeit ermöglichen, als Sie es mit einem Ender 3 oder Prusa zu Hause bekommen würden. Aus den Bildern geht jedoch hervor, dass der Prozess sehr ähnlich ist. Zum Beispiel müssen sie beim Drucken „Stützen“ verwenden, wodurch die geraden vertikalen Linien von oben nach unten unter dem eigentlichen Teil liegen. Nach dem Drucken werden die kleinen Befestigungspunkte zwischen dem Teil und den Trägern und dem Teil gelöst und geglättet, um das endgültige Teil herzustellen.
Das Endergebnis ist ein Gehäuse der Antriebseinheit, das 10% leichter ist als bei Gussteilen. Es gibt spezielle Formen, die sie mit dem 3D-Druck herstellen können, wodurch sich die Stärke der Gussteile verdoppelt, was bedeutet, dass sie sowohl stärker als auch leichter sind. Wenn Sie bedenken, dass Autohersteller verrückte Dinge tun, wie zum Beispiel, kein Reserverad einzuschließen, um eine etwas bessere EPA- oder WLTP-Bewertung zu erhalten, ist es eine große Sache, 40% des Schalengewichts und 10% des Gesamtgewichts der Antriebseinheit einzusparen.
„Unser Ziel war es, einen elektrischen Antrieb mit dem Potenzial für additive Fertigung zu entwickeln und gleichzeitig so viele Funktionen und Teile wie möglich in das Antriebsgehäuse zu integrieren, Gewicht zu sparen und die Struktur zu optimieren“, sagt Heilfort.
Ein weiterer Vorteil von Bauteilen auf diese Weise besteht darin, dass sie nicht vom Entwurf über das Werkzeug bis zur Produktion reichen müssen. Sie können in einem Druckvorgang direkt zur endgültigen Form übergehen, wenn sie diese richtig gestalten und geeignete Träger enthalten. Das Unternehmen war auch in der Lage, von der Natur inspirierte Gitterstrukturen innerhalb und um die Einheit herum einzuführen, was eine Erhöhung der Festigkeit ermöglicht, ohne das Ganze nur dicker zu machen. Auf diese Weise können sie eine bessere Festigkeit erzielen, ohne das Gehäuse schwerer zu machen.
Dies geschah jedoch nicht in einem Schritt, da dies eine Lernübung für den Autohersteller war. Die ersten Entwürfe mussten in drei Teilen erfolgen, und auf dem Weg wurden Fehler gemacht. Nachdem das Team von dem gelernt hatte, was es getan hatte, konnte es das gesamte Gehäuse in einem Druck erstellen, was nicht nur Zeit spart, sondern alles stärker macht.
Der 3D-Druck verschaffte dem Unternehmen noch einige weitere Vorteile. Erstens reduziert die Wabenstruktur (anscheinend nicht so einfach beim Gießen) die Vibrationen und Biegungen im Außengehäuse während des Gebrauchs. Dies verbessert die Akustik der gesamten Antriebseinheit. Außerdem wurde das Gerät kompakter und einfacher zu bauen, wodurch 40 Schritte im Montageprozess entfielen und 20 Minuten für den Bau jedes einzelnen gespart wurden. Außerdem konnten sie einen Wärmetauscher in das Gehäuse einbauen, wodurch mehr Kühlkosten für die Leistung entstehen.
Während das Unternehmen derzeit nicht plant, Serienautos mit 3D-gedruckten Teilen zu bauen, eignet sich dieses Verfahren gut für kleine Serien und Rennanwendungen. Für Massenautos wird es dem Unternehmen auch zugute kommen, dass es in der Entwicklungs- und Testphase den 3D-Druck einsetzen kann, was eine schnellere Entwicklung und insgesamt bessere Endprodukte ermöglicht, die letztendlich vom Band laufen.
Eine andere Sache, bei der das Unternehmen helfen könnte, ist die Herstellung von undurchsichtigen Ersatzteilen, auch für ältere Fahrzeuge, die lange nicht mehr produziert werden. Möglicherweise werden auch kleine Auflagen von Anpassungsteilen zugelassen, die die meisten Kunden nicht möchten, einige jedoch.
Alles in allem bietet diese Methode dem Unternehmen Flexibilität, und das ist eine wertvolle Sache für ein großes Unternehmen.
Ein großes Unternehmen ein bisschen mehr wie eine kleine Organisation wirken lassen und umgekehrt
Große Unternehmen wie der Volkswagen Konzern mit seinen riesigen Organisationsstrukturen und seiner globalen Präsenz müssen sich wie eine gut geölte Maschine verhalten. Änderungen werden sehr sorgfältig geprüft und treten in den meisten Fällen auch sehr langsam auf. Wenn sie dies nicht tun, könnten kleine Fehler, die millionenfach auf der ganzen Welt verstärkt wurden, ein großes Unternehmen stürzen. Aus diesem Grund zögerten große Autohersteller im Allgemeinen viel mehr mit dem Einstieg in Elektrofahrzeuge als ein neuer Spieler wie Tesla.
Fehler zu machen kann zwar gut für Innovationen sein, brachte Tesla jedoch mehrmals an den Rand des Ruins, wie beispielsweise die Modell 3-Produktionsrampe. Elon Musk teilte einem Twitter-Nutzer mit, dass das Unternehmen während der schlimmsten Tortur, die von 2017 bis 2019 dauerte, etwa einen Monat vor dem Bankrott stand.
Eine Technologie wie der hochwertige 3D-Metalldruck ermöglicht es den Unternehmensbereichen großer Unternehmen, trotz der Unternehmensgröße etwas agiler zu sein. In der Lage zu sein, mit neuen Dingen zu experimentieren und kleine Risiken einzugehen, ist keine so große Sache, wenn das Unternehmen nur das Risiko eingehen muss, dass ein 3D-Druck möglicherweise nicht ausfällt. Wenn Sie traditionellere Methoden verwenden, müssen Sie das Risiko eingehen, dass teure Werkzeuge und kundenspezifische Fertigungen nicht funktionieren. Dies birgt ein höheres Risiko, das das Unternehmen auf Kosten der Innovation vermeiden möchte.
Dies gibt einem großen Unternehmen nicht die volle Flexibilität, die ein kleineres Unternehmen wahrscheinlich hat, aber es bringt sie nur ein wenig näher.
Das Gegenteil ist auch der Fall.
Für kleine Unternehmen und sogar unbezahlte Freiwilligenteams im InternetDer 3D-Druck hat das Spiel verändert. Die kleinen Leute können die Protoyping-Arbeit erledigen, die mit dem 3D-Druck möglich ist, und Designs ohne große Kosten in die Testphase bringen. Sie können Dinge tun, die nur größere Unternehmen mit ausreichender Finanzierung konnten.
Hier ist ein bemerkenswertes Beispiel von den unbezahlten Freiwilligen, die ich erwähnt habe:
Ob es Ihnen gefällt oder nicht, der 3D-Druck verändert nicht die gesamte Fertigung, aber er macht mit Sicherheit alle Arten von Markierungen auf der Welt.
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Über den Autor
Jennifer Sensiba Jennifer Sensiba ist eine langjährige effiziente Fahrzeugenthusiastin, Autorin und Fotografin. Sie wuchs in einem Getriebegeschäft auf und experimentierte seit ihrem 16. Lebensjahr mit Fahrzeugeffizienz und fuhr einen Pontiac Fiero. Sie erkundet gerne den Südwesten der USA mit ihrem Partner, ihren Kindern und Tieren.
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