Sika Automotive setzt bei Entwicklung auf additive Fertigung

Sika Automotive beschleunigt die Entwicklungsprozesse funktionaler Strukturbauteile mit Hilfe von 3D-Drucker des deutschen Unternehmens German RepRap.

Die meisten gegenwärtigen Fahrzeugmodelle der Mittel- oder Oberklasse faszinieren durch ihre ausgefeilte Akustik und eine einwandfreie Luftqualität im Innenraum. Um die Insassen vor Staub, Feuchtigkeit und störenden Geräuschen zu schützen, setzen diverse Automobilhersteller im Bereich Karosseriefertigung auf Hightech-Materialien von Sika Automotive. Der Spezialist von Lösungen für die Verklebung, Abdichtung, Dämpfung und Verstärkung von Karosserien beliefert die OEMs mit äußerst stabilen und leichten Fahrgestellkomponenten.

Für ein Pilotprojekt hat Sika Automotive ein Kunststoffteil entwickelt, das im unteren Bereich der A- und B-Säule eines Premiumfahrzeugs eingebaut wird. Die aus stabilem Polyamid und dem elastischen SikaBaffle® bestehende Komponente weist eine komplexe Form auf. Seine dichtende und dämpfende Funktion erhält das Bauteil mit dem an den Rändern aufgedruckten SikaBaffle®, das sich mittels eines – bei einem späteren Montageprozess angewandten – E-Coat-Verfahrens ausdehnt und dadurch die Randregionen versiegelt.

Im Regelfall werden Karosseriestrukturen zwischen dem ersten Fahrzeug-Prototypen und der Nullserie fünf bis zehn Mal geändert. Das gilt auch für die erwähnte Komponente: Hier mussten vor dem Einsatz des German RepRap x500 mehrere Prototypen hergestellt werden. Bei jeder Änderung an der Geometrie der Karosseriestruktur musste auch das Kunststoffteil jeweils neu ausgelegt werden. Das bedeutete, dass bei jeder Anpassung neue Spritzgussformen gefertigt werden mussten – ein großer Aufwand, wenn man bedenkt, dass für die Fertigung einer solchen Form mehrere Stunden benötigt wurden.

Um die Entwicklungsphasen zu verkürzen, hat sich Sika Automotive nach einem FFF-Drucker (Fused Filament Fabrication) umgeschaut, der auch Fremdfilamente verarbeiten kann. Auf der Fachmesse für additive Fertigung AMX 2018 stieß das Unternehmen auf die KVT-Fastening, die ein umfassendes Portfolio an professionellen 3D-Druck Lösungen, u.a. von dem 3D-Drucker Hersteller German RepRap führt.

Aufgrund der hohen Anforderungen an den Druckprozess haben KVT-Fastening und German RepRap zusammen mit dem Kunden Sika Automotive eine maßgeschneiderte Lösung entwickelt. Dabei wurde der German RepRap x500 modifiziert, um optimal an die Verarbeitung deshitzereaktiven Thermoplast SikaBaffle® angepasst zu werden, da dieser für die meisten Extruder zu weich ist. Dank der offenen Materialplattform des x500 ließen sich die Druckparameter exakt an den Spezial-Thermoplast anpassen. Sika Automotive und German RepRap haben im Verlauf von 2018 erfolgreiche Tests mit dem FFF-Drucker durchgeführt und die benötigte hohe Prozesssicherheit erreicht. Dass Sika Automotive diese Komponenten nun im Dualdruck auf direktem Weg produziert, verkürzt dem Unternehmen die Entwicklungsphasen solcher Kunststoffkomponenten. Die Anwendung der effizienten FFF-Technologie inklusive der damit verbundenen Verarbeitung von technisch anspruchsvollen Materialien öffnet Sika Automotive neue Türen. So kann das Unternehmen seine Kunststoffteile nun beispielsweise auch für kleinere Serien liefern. Zudem kann der Materialspezialist das Design seiner Komponenten dank der neuen Möglichkeiten, die sich mit dem Einsatz des 3-D-Drucks ergeben, auch freier gestalten. Durch das sorgsam durchdachte System „Direct Drive“ ist der German RepRap x500 in der Lage, eine Vielzahl verschiedener Materialien zu drucken. Für Sika Automotive startet damit eine neue Konstruktionsära, die zusammen mit den eigens entwickelten Materialien großes Potenzial mit sich bringt.