Neuartiges Solar-Velomobilmithilfe von industriellem 3D-Druck

Kostengünstig und schnell: 3D-Sanddruck im Formenbau für CFK-Laminatteile und Tiefziehformen. Verkehr und Mobilität sind heute allgemein verbunden mit hohem Energie- und Ressourcenverbrauch. Luftverschmutzung, Lärm und Stress sind die Nebenwirkungen. 

Hier ist eine tiefgreifende Veränderung überfällig. Und da kommt die Vision von Thomas Viebach ins Spiel. Viebach ist der Mann hinter pedilio, dem ersten Solar Velomobil aus deutscher Fertigung. Denn der Ingenieur findet, dass Mobilität frei von Lärm und Schadstoffen sein sollte.

„Technisch war das Solar Velomobil bereits voll funktionsfähig, doch das entscheidende Feature für den Endkunden konnte ich erst mit 3D-Druck realisieren“, erklärt Erfinder-Ingenieur Thomas Viebach. Es ging darum, die Außenverkleidung für einen Prototyp zu bauen. Als harmonischen Anschluss an die wetterschützende Dachkonstruktion.

Aus gleichermaßen robustem und leichtem CFK (carbonfaserverstärkter Kunststoff). Ingenieur Viebach: „Als Startup muss ich die Kosten im Blick behalten und schnell sollte es auch noch gehen. Da passte die on demand Teilefertigung von voxeljet perfekt.“

Problemlos zu Komplexen Geometrien mittels 3D-Sanddruckverfahren

„Die Geometrie des Kofferraums beispielsweise habe ich gemeinsam mit dem voxeljet-On Demand Printing Team in einer 3D-CAD-Software konstruiert. Wegen der späteren Entformbarkeit des Kofferraumbauteils, musste die Form dreiteilig ausgeführt werden.“ Für das Laminieren der Negativform fügte Viebach einen breiten Überstand an den Rändern des Modells hinzu. Außerdem sind die Formstücke aus Gewichtsgründen hohl aufgebaut, mit Verstärkungsrippen im Innenraum. „Selbst diese komplizierte Geometrie des Kofferraums war für die 3D-Druckspezialisten von voxeljet keine größere Herausforderung“, erinnert sich Viebach.

Thermoformen (Vakuumtiefziehen)

Das Thermoformen, auch Vakuumtiefziehen genannt, hat aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit seit mehreren Jahren seine Daseinsberechtigung in industriellen Anwendungen gefunden. Da die Werkzeugkosten im Vergleich zum traditionellen Spritzguss nahezu entfallen, ist das Thermoformen bei kleinen und mittleren Losgrößen besonders kostengünstig.

Der Thermoforming-Prozess für die Sandformen

  • Die Teile infiltriert Viebach mit Epoxydharz, um die Oberflächenfestigkeit zu steigern, gleichzeitig aber die Gasdurchlässigkeit, für eine gleichmäßige Verformung des Materials, beizubehalten.
  • Es folgt das Schleifen der Oberfläche der Sandform.
  • Die behandelten Sandmodelle konnten so direkt in die Tiefziehmaschine eingelegt werden.
  • Um das Formengewicht möglichst gering zu halten hat Viebach die Sandformen hohl aufgebaut. Um aber die Kräfte beim Tiefziehvorgang aufnehmen zu können, fügte Viebach Stützrippen im Inneren der Form hinzu.
  • Die Formen sind mehrmals wiederverwendbar.
  • Für die Seitenfensterelemente, die Heckscheibe sowie Scheinwerfergehäuse von Pedilio formte Viebach glasklares, zwei Millimeter starkes PET-Material um.

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