Fertigung

Warum Bionik den 3D-Druck braucht

Der Automobilzulieferer Woco, die Sinterexperten von FKM Sintertechnik und Forscher der TU Mittelhessen wollen Bionik in den Leichtbau bringen und bedienen sich dabei des Metall-Laserstrahlschmelzen. Das Ziel: Ein neuartiger Wastegate-Steller.

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Vordenker für Bionik und 3D-Druck: Prof. Udo Jung (Mitte) diskutiert mit den Wissenschaftlichen Mitarbeitern Otto Hemmelmann (links) und Björn Geyer den Entwurf eines Bauteils.

Konventionelle Fertigungsverfahren erlauben oft nicht, Bauteile mit besonderen Formen herzustellen. Diese Restriktionen fallen beim Metall-Laserstrahlschmelzen großenteils weg, erklären die Forschungspartner. Der Automobilzulieferer Woco, die Sinterexperten von FKM Sintertechnik und Forscher der TU Mittelhessen wollen Bionik in den Leichtbau bringen. Das additive Fertigungsverfahren des Metall-Laserstrahlschmelzens, hat gegenüber konventionellen Verfahren verschiedene Vorteile. Beschränkungen klassischer Produktion, die zum Beispiel bei Gussteilen Hohlräume oder Hinterschneidungen vermeiden muss, fallen weg. 

„Additive Fertigungsverfahren für metallische Werkstoffe ermöglichen deshalb eine hohe Gestaltungsfreiheit in der Konstruktion hochbeanspruchter Bauteile. Mit unserem Projekt verfolgen wir das Ziel, Bionik und additive Fertigung für den Leichtbau zu nutzen. Wir werden zwei Prozesse erarbeiten: ein rechnergestütztes Verfahren zur Auffindung von optimalen Strukturen mit Hilfe der Bionik und einen Herstellungsprozess für additiv gefertigte Bauteile mit hoher Oberflächenqualität ohne Nachbearbeitung“, erklärt Prof. Udo Jung. 

Neuartiger Wastegate-Steller mit hohen Absatzzielen

Beispielhaft wollen die Wissenschaftler einen neuartigen Wastegate-Steller herstellen. Das ist ein Bauteil, das in einem Abgasturbolader den Ladedruck regelt und hohen Belastungen ausgesetzt ist. Der elektrohydraulisch betriebene Wastegate-Steller soll unter anderem leistungsfähiger und leichter sein als der herkömmliche elektromechanische und nur halb so viel Energie verbrauchen. Die Projektpartner erwarten für das neue Produkt Absatzzahlen von einer Million Stück im Jahr 2020 und zwei Millionen im Jahr 2025

Übrigens: Ein anderes gutes Beispiel für die Anwendung von additiver Fertigung in der Produktion ist das Beispiel von Grindaix. Die Kühlschmierstoffsystem-Experten haben eine strömungsoptimierte Düse entwickelt, die sich dank 3D-Druck individuell an jede Kundenanforderung anpassen lässt. Schützenhilfe holte sich Grindaix bei der Hamburger Bionic Production GmbH. Mehr dazu lesen Sie hier.