Warum Automobilhersteller immer häufiger auf 3D-Druck setzen

3D-Druck wurde schon lange in der Automobilindustrie eingesetzt. Anfangs verwendet man die additive Fertigung in erster Linie bei der Entwicklung und Prototyping ein. Mittlerweile bildet der 3D-Druck, neben dem Prototyping, auch schon einen signifikanten Anteil an der Fertigung von Endbauteilen, Ersatzteilen und Betriebshilfsmitteln.

Der 3D-Druck in der Automobilindustrie bietet viele Vorteile. Hervorzuheben sind in diesem Bereich: Gewichtsersparnis, rentablere Fertigung, Kostensenkung durch kürzere Lieferketten und Nachhaltigkeit. Wie iGO3D in einem Bericht erklärt, weisen moderne Kunststoffe, wie Hochleistungspolymere oder kohlefaserverstärkte technische Filamente und Nylon-Pulver, eine hohe Belastungsfähigkeit angesichts auf das Bauteil einwirkender Zug- und Schlagkräfte auf. Ebenso haben diese eine hohe thermische und chemische Resistenz. Gleichzeitig haben diese Kunststoffe ein wesentlich geringeres Gewicht als z. B. Stahl.

Besonders filigrane oder individualisierte Bauteile in der Kleinserienfertigung sind nur mittels 3D-Druck rentabel umsetzbar.
Komplexe bzw. Topologie optimierte Bauteile, die ohne 3D-Druck oft aus mehreren Einzelteilen gefertigt werden müssen, sind mit der additiven Fertigung in einem Arbeitsschritt und damit schneller, einfacher und kostengünstiger zu fertigen.

Eine weitere Kostensenkung ist durch kürzere Lieferketten durch inhouse-on demand-Fertigung möglich. So ermöglicht der 3D-Druck Betriebshilfsmittel und Ersatzteile direkt vor Ort und nur bei akutem Bedarf zu fertigen. Das senkt die Kosten für Lagerhaltung und Logistik sofort. Gleichzeitig verringert man die Abhängigkeit von externen Lieferanten.

Ebenso spielt Nachhaltigkeit eine Rolle. Beim 3D-Druck sinkt der Materialverbrauch einhergehend mit Materialabfällen im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren, bei denen geschliffen oder gefräst wird, drastisch. Bauteile aus Kunststoff, z. B. Greifer und Halterungen an Fertigungsrobotern, die mittels 3D-Druck um Vieles leichter sind als ihre Vorgänger aus Metall, verbessern deutlich die Energiebilanz der Produktionslinie. Einige Autobauer gewinnen beispielsweise durch Upcycling von kunststoffbasiertem Verpackungsmaterial in einem betriebsinternen Prozess technische Filamente bzw. Granulate, die wiederum an Ort und Stelle zu Betriebshilfsmitteln wie Werkzeugen und Vorrichtungen in 3D gedruckt werden.

“Bei uns um BMW Werk München wird jedes Modell in der gleichen Linie gefertigt, der 3D-Druck unterstützt uns da enorm. Wir können schnell, flexibel und kostengünstig vor Ort neue Sachen ausprobieren, Teile rentabler und optimiert gestalten und in die Anlage bringen. Nahezu jeder Prozess ist bei uns mit dem 3D-Druck optimierbar. Das ist auf jeden Fall eine riesengroße Hilfe”, erklärt Julian Lorenz, Maschinenbauingenieur bei BMW-Group im Werk München, gegenüber IGO3D.

Mittlerweile setzen aufgrund der vielen Vorteile alle Automobilhersteller auf 3D-Druck. Der Anwendungsbereich streckt sich von Prototyping, Tooling bis hin zu Ersatzteil- und Endbauteil-Produktion. Es werden mit FDM, SLA, SLSA, Metall-Binder-Jetting auch ein breites Spektrum an AM-Verfahren genutzt.