3D-Druck und seine Anwendungen für den Rennsport

Laminiervorlagen aus additiv gefertigten Sandformen

Dass Sandformen aus dem 3D-Drucker nicht nur als Metallgussformen Verwendung finden, sondern auch als Laminiervorlage hervorragend geeignet sind, beweist das Elefant Racing Team der Universität Bayreuth. Dort bauen die Studenten den neuen Sitz für ihren aktuellen Rennwagen auf Grundlage einer von voxeljet 3D gedruckten Sandform. Die Idee, gedruckte Sandformen als Positivformen für das Laminieren zu verwenden, ist gleichermaßen einfach wie genial.

Die Positivform gibt uns die Möglichkeit, den neuen Sitz bereits vor dem Laminieren Probe zu sitzen und falls nötig noch anzupassen. Eine Sandform ist dazu perfekt geeignet, da sie sehr einfach durch Schleifen und Spachteln bearbeitet werden kann. Allerdings passte die aktuelle Form aus dem voxeljet 3D-Drucker auf Anhieb perfekt.

Artur Horn, Teamleiter von Elefant Racing

Der Sitz wurde im 3D-Druckdienstleistungszentrum bei voxeljet exakt nach Konstruktionsvorlage in mehreren Einzelteilen gedruckt und anschließend zusammengebaut. voxeljet empfiehlt gerade bei der Mehrfachverwendung der Sandformen, diese vor dem Laminieren noch zu fillern und zu schleifen und abschließend eine Trennschicht aufzubringen. Danach steht auch schon das Laminieren auf dem Programm, bei dem Kohlefasermatten über die gedruckte Form gelegt und mit Epoxidharz überzogen werden. Dieser Prozess ist sooft auszuführen bis die gewünschte Materialstärke erreicht ist. Zu guter Letzt wurde der Sitz in einem Plastiksack Vakuumverpackt und härtete bei Raumtemperatur aus.

3D gedrucktes PMMA Getriebegehäuse

3D gedrucktes Getriebegehäuse für die Formel-1

Die Entwicklung geht weiter! – „Wer aufhört besser zu sein hört auf gut zu sein.“ Die Aussage von Ron Dennis begleitet uns täglich und mit unserem Engagement begleiten wir Sie gerne für Jahrzehnte, nach dem Streben zur Perfektion. Das Getriebe kann nur im mithilfe der additiven Fertigung im Feinguss dargestellt werden, da eine Fertigung mit Werkzeugen zu teuer ist.

3D gedruckte Sandform mit Furanharz Bindemittel für einen Radträger aus Magnesium

Leichtbauteile trugen dazu bei, dass das Freiberger Team am Saisonende den 14. Platz von über 475 Teams auf der Weltrangliste einnahm. Aktuell arbeiten die Studenten am neuen Rennwagen „RT06“. Analog zu aktuellen Entwicklungen in der Automobilindustrie, die sich mit den Themen Leichtbau und Energieeffizienz beschäftigen, steht auch beim RT06 die Gewichtsreduzierung im Fokus, darunter Neuentwicklungen noch leichterer Radträger sowie eines gewichtsoptimierten Lenkgetriebegehäuses aus Magnesiumwerkstoffen. Beide Fahrwerkskomponenten sind steifigkeitsrelevant, denn eine hohe Spur- und Sturztreue ist die Basis für gute Kontrollierbarkeit des Rennfahrzeugs. Als Restriktion bei der Neukonstruktion musste lediglich eine Mindestwandstärke von drei Millimetern berücksichtigt werden, die die Gießerei für größer flächige Magnesiumanteile vorgab.

Als die CAD-Modelle der benötigten Formen und Kerne für die neu entwickelten Fahrwerkskomponenten vorlagen, ging es im voxeljet Dienstleistungszentrum an die Formenfertigung. Auf den modernen industriellen 3D-Druckern entstanden innerhalb weniger Tage die Formen aus furanharzgebundenem Formstoff, der sich dank des geringen Bindergehalts und der damit geringen Gasentwicklung hervorragend für Magnesiumschmelzen eignet. Insgesamt wurden vier Formensätze für das Lenkgetriebegehäuse und acht Radträgerformsätze exakt nach CAD-Datensatz in präziser Qualität gedruckt.

Im Vergleich zum Vorgängerfahrzeug sind die neuen Radträger rund zehn Prozent leichter, das Lenkgetriebegehäuse gar 50 % bei Erhöhung der Bauteilsteifigkeit beider Komponenten um 20 %. So kann der neue Rennwagen RT06 leicht und wettbewerbsfähig in die neue Saison starten.

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