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Ford reicht Patent für neues Leichtbau-3D-Druck-Verfahren ein

Der Patent- und Urheberrechtsverband der Ford Motor Company, genannt Ford Global Technologies LLC, reichte kürzlich ein Patent in Bezug auf ein neues 3D-Druck-Verfahren zur Herstellung von Leichtbaubremsscheiben ein.

Auch in der Automobil-Branche halten 3D-Drucktechnologien schon festen Einzug. Vor allem der Volkswagen Konzern scheint sehr angetan von 3D-Druck als Herstellungsmethode, wie schon viele Innovationen des Unternehmens zeigten. So ist auch der in Dearborn, Michigan (USA), ansässige Automobil-Hersteller Ford Motor Company diesen Technologien nicht abgeneigt. Schon seit einigen Jahren investiert das Unternehmen sowohl Zeit als auch Geld in die Entwicklung und Einführung von additiven Fertigungsprozessen.

Vor einiger Zeit reichte Ford Global Technologies LLC, der Patent- und Urheberrechtsverband der des Unternehmens, nun ein Patent bezüglich eines neuen 3D-Druck-Verfahren zur Herstellung von Leichtbaubremsscheiben ein. Dieses Verfahren beschreibt ein relatives Verfahren zur Lasermetallabscheidung (LMD) namens laser deposition welding und ist in der Lage, neues Material zu einem vorgefertigten Substrat hinzuzufügen.

© Ford / Diagramm einer Bremsscheibe. Image via

Unter traditionellen Fertigungsmethoden werden Bremsscheiben typischerweise aus Gusseisen hergestellt und in weiterer Folge für das gewünschte Design bearbeitet. Ford jedoch möchte künftig Aluminium statt Gusseisen zur Herstellung von Bremsscheiben nutzen, um das Gewicht um knapp 50% zu reduzieren. Jedoch werden in der nun eingereichten Patentanmeldung auch erhebliche Nachteile in Bezug auf die Verwendung von Aluminium aufgelistet:

“Zum einen weisen Aluminiumlegierungen im Gegensatz zu Graugussmaterial nicht die erforderliche Abriebfestigkeit auf, auch der Schmelzpunkt von Aluminium-Gusseisen-Legierungen liegt unter 650 °C.”

Wiederholte Bremsmanöver erzeugen durchschnittlich Temperaturen über 750° C, was eine Bremsscheibe aus Aluminium verflüssigen würde. Die Schwierigkeit bei Ford’s neuem Verfahren ist es daher, ein Gleichgewicht zwischen den Leit- und Lichteigenschaften von Aluminium herzustellen, um das Material zu stärken sowie den Schmelzpunkt zu erhöhen.

© Ford / Die Vollhybrid-Leichtbau-Bremsscheibe und Produktionsmethode

Ford löst dieses Problem, indem der Bremsscheibe nach entsprechender Vorbereitung ein Reibungsring mittels Laser-Abscheidungsschweißen hinzugefügt wird:

“Bei dem schmelzmetallurgischen Aufbau des Reibringes durch Laserauftragschweißen oder 3D-Druckverfahren behält die schnell erstarrte Aluminiumlegierung in Pulverform ihre günstigen mechanischen Eigenschaften bei. Auf diese Weise kann beispielsweise eine hohe thermische Stabilität und eine hohe Abriebfestigkeit des Reibringes erreicht werden, so dass auf eine Nachbeschichtung des Reibringes verzichtet werden kann.”

Es bleibt abzuwarten, ob dieses Patent schlussendlich genehmigt wird.

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