Additive Fahrzeugteile 3D-gedruckte Radaufhängung aus einem Stück bremst mit

Von Stefan Guggenberger

Im Rahmen einer Kooperation haben Fiat Chrysler und das Fraunhofer IAPT eine 3D-gedruckte Radaufhängung mit integriertem Bremssattel entwickelt. Das neue System soll für den Autobauer aber erst der Auftakt für die additive Serienfertigung sein.

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Die 3D-gedruckte Radaufhängung wurde für einen bisher nicht genannten Sportwagen der FCA Gruppe entwickelt. Zum Konzern gehören unter anderem die Marken Alfa Romeo, Abarth, Maserati, Dodge und Fiat.
Die 3D-gedruckte Radaufhängung wurde für einen bisher nicht genannten Sportwagen der FCA Gruppe entwickelt. Zum Konzern gehören unter anderem die Marken Alfa Romeo, Abarth, Maserati, Dodge und Fiat.
(Bild: Fraunhofer IAPT)

Zusammen mit Fiat Chrysler Automobiles (FCA) hat die Fraunhofer-Einrichtung für additive Produkttechnologien (IAPT) ein 3D-gedrucktes Radaufhängungssystem mit integriertem Bremssattel entwickelt. Das System soll bei einem bisher nicht genannten Sportwagen von FCA zum Einsatz kommen. Das neue Bauteil vereint 12 Einzelteile, die bisher konventionell gefertigt wurden. Wie das Fraunhofer Institut mitteilt, sollen mit der neuen Konstruktion viele Schwachstellen vorheriger Baureihen eliminieret werden. Für Fiat Chrysler Automobiles soll die Radaufhängung aber erst der Einstieg in den serienmäßigen 3D-Druck sein.

Die gesamte Radaufhängung musst neu gedacht werden

Der Prototyp wiegt 36 Prozent weniger als die bisherigen 12 Einzelteile. Dadurch sollen vor allem in der Fertigung und der Montage Kosten gesenkt werden.
Der Prototyp wiegt 36 Prozent weniger als die bisherigen 12 Einzelteile. Dadurch sollen vor allem in der Fertigung und der Montage Kosten gesenkt werden.
(Bild: Fraunhofer IAPT)

Wie lässt sich ein komplettes Aufhängungssystem für einen Sportwagen per 3D-Druck realisieren? Mit dieser Fragestellung starteten die beiden Partner in das additive Projekt. Aktuell besteht so ein System nämlich noch aus zahlreichen Einzelkomponenten wie beispielsweise Radaufhängung, Bremssattel sowie Hydraulik und Hitzeschild. Bisher werden diese Bauelemente einzeln gefertigt und anschließend in mehreren Schritten mithilfe von Schrauben, Dichtungen und Unterlegscheiben zu einem kompletten, funktionsfähigen System montiert. Hier sahen FCA und das IAPT Potenziale mit 3D-Druck die Prozesse zu vereinfachen sowie Zeit und Kosten einzusparen.

„Wir mussten zusammen mit dem FCA-Konstruktionsteam die gesamte Radaufhängung völlig neu denken, um eine einteilige bionische Struktur zu erschaffen, die alle Funktionen der bisherigen Baugruppe mindestens gleich gut erfüllt, alle Kräfte aufnimmt, gewichtsoptimiert ist und additiv hergestellt werden kann“, blickt Design-Projektingenieur Yanik Senkel, Fraunhofer IAPT, zurück.

Integralbauweise und Leichtbau verbessern die Ökoeffizienz

Durch Topologieoptimierung hat das Team einen Prototyp entwickelt, der 36 Prozent weniger wiegt als die 12 Einzelteile des bisher konventionell gefertigten Bauteils. Das bionisch optimierte Design reduziert daher den Montageaufwand, erhöht dank der robusteren Konstruktion die Dauerfestigkeit und soll auch in Bezug auf Geräusch, Vibration und Rauigkeit (NVH) besser abschneiden. „Der Gesamtfokus liegt auf der Senkung der Herstellungskosten, etwa durch eine deutliche Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit“, erklärt Ruben Meuth, Leiter Business Development am IAPT. Zusätzlich soll das neue Aufhängungssystem eine längere Lebensdauer aufweisen als vorherige Systeme.

3D-gedruckte Radaufhängung soll erst der Anfang sein

Für die beiden Kooperationspartner soll dieses Projekt der Ausgangspunkt für weitere Zusammenarbeit sein. In gemeinsamen Workshops, die auch die Bereiche Material- und Prozessentwicklung sowie Qualitätssicherung umfassten, wurden bereits mehrere Komponenten in Leicht- und Integralbauweise komplett neu entwickelt. „Gemeinsam mit unserem Innovationspartner Fraunhofer IAPT senken wir die Kosten und den Produktionsaufwand für wichtige Fahrzeugkomponenten. Der Wissenstransfer wird uns helfen, unsere Kompetenz für Additive Manufacturing in den Bereichen integriertes Design, Werkstoffe und Prozesstechnologie konzernweit zu verbessern“, meint Carlo Carcioffi, Leiter des Bereichs Head of Advanced Processes and Materials Body, Interiors, Chassis bei FCA.

Welchen Fahrzeugteilen das IAPT und FCA demnächst ein additives Makeover verordnen, steht noch nicht fest, aber das Fundament für mehr 3D-gedruckte Fahrzeugteile ist gegossen: „Das Projekt hat gezeigt, dass wir durch Additive Manufacturing viele Bereiche des Automobils völlig neu denken und damit den Grundstein für zukünftige Innovationen legen können“ erklärt Carcioffi.

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