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EOS M 400 bei Audi: Metall-3D-Druck ist im Formenbau angekommen

Vor nicht allzu langer Zeit diskutierte man noch darüber, ob und wo sich 3D-Druckteile aus Metall einen Vorteil gegenüber konventionell gefertigten Teilen bringen. Und dann bringt EOS eine Pressemitteilung, die mich staunen lässt: Audi druckt Werkzeugsegmente für Warmumformen und Druckguss mit 40 Zentimeter Kantenlänge und einem Gewicht von 120 Kilogramm. 20 Tage Druckzeit erfordern extrem zuverlässige AM-Maschinen.

EOS M 400 bei Audi
Auf AM-Maschinen EOS M 400 fertigt Audi Werkzeugsegmente für Warmumformung mit bis zu 120 Kilo Gewicht (alle Bilder: AUDI AG).

Die Entwicklungspartnerschaft von Audi und EOS erreicht einen neuen Meilenstein: Im Audi Metall-3D-Druckzentrum fertigt das Unternehmen ausgewählte Werkzeugsegmente zur Warmumformung nur noch additiv – konventionelle Herstellungsverfahren kommen in diesen Fällen nicht mehr zum Einsatz. Für den 3D-Druck nutzt der Premiumhersteller dabei das System EOS M 400.

Konkret findet die additive Fertigung (AM) mit EOS-Technologie aktuell bei zwölf Segmenten von vier Werkzeugen zur Warmumformung Verwendung. Der Druck von deutlich mehr Segmenten ist geplant. Audi nutzt diese Werkzeugsegmente in seinem Presswerk zur Herstellung von Karosserieteilen, unter anderem für den Audi A4, und plant es auch für künftige Elektrofahrzeuge.

Die Werkzeugsegmentfertigung in Teilen von konventionell auf additiv zu wechseln, ist ein wichtiger Schritt und zeigt Qualität und Zuverlässigkeit des industriellen 3D-Drucks sowie die Vorteile, welche die Designfreiheit des Fertigungsverfahrens erst ermöglicht. Gleichzeitig ist es das jüngste Ergebnis der langjährigen Zusammenarbeit zwischen Audi und EOS in Ingolstadt: Bereits vor und beim Aufbau des 3D-Druckzentrums von Audi im Jahr 2016 hat EOS mit Technologie und Know-how unterstützt. Seitdem haben die Experten beider Firmen den AM-Einsatz stetig weiterentwickelt. Audi etablierte eine ideale Anwendung im Bereich der Warmumformung für Serienfahrzeuge. Mehrere 100.000 Teile wurden bereits mit den 3D-gedruckten Werkzeugen gefertigt und in ausgewählten Modellen verbaut.

Effiziente Werkzeuge additiv gefertigt – mit EOS-Maschinen bei Audi

Die Konstruktionsabteilung in Ingolstadt erstellt komplette Werkzeuge, die bis zu 5 x 3 Meter messen können. Die einzelnen additiv gefertigten Werkzeugsegmente wiederum erreichen eine Länge von bis zu 400 Millimeter und ein Gewicht von bis zu 120 Kilogramm. Durch Größe und Komplexität der Werkzeugsegmente sind Bauzeiten von bis zu 20 Tagen keine Seltenheit, weshalb Zuverlässigkeit und Qualität des eingesetzten 3D-Drucksystems EOS M 400 entscheidende Erfolgsfaktoren sind. Mittels 3D-Druck lassen sich innerhalb der Werkzeugsegmente hochkomplexe, am Bauteil ausgelegte Kühlkanäle erzeugen. Die so erreichte konturnahe und homogenere Kühlung ermöglicht reduzierte Zykluszeiten und ausgezeichnete Qualität – maßgeblich für die Serienherstellung des eigentlichen Fahrzeugbauteils.

topologieoptimiertes 3D-gedrucktes Werkzeugsegment
Der Vorteil des 3D-Drucks liegt in diesem Fall im Inneren – in den oberflächennahen Kühlkanälen.

Matthias Herker, technischer Projektleiter im Audi Metall-3D-Druckzentrum sagt: „Von der ersten Qualifikation durch EOS über die interne Weiterentwicklung der gesamten Prozesskette bis hin zur Standardisierung eines neuen Fertigungsverfahrens: Nun ernten wir die Früchte einer jahrelangen Entwicklung innerhalb der Audi Produktion.“ Und weiter: „Wann immer die konventionellen Herstellungsmethoden an ihre Grenzen stoßen, greifen wir auf die additive Fertigung zurück – und können somit die Qualität beziehungsweise Fertigungszeit einhalten.“

Markus Glasser, Senior Vice President EMEA bei EOS sagt: „Die jüngsten Beispiele zeigen, dass der 3D-Druck bei Audi im Bereich Betriebsmittel angekommen und etabliert ist. Besonders stolz sind wir, dass die additiv gefertigten Werkzeugsegmente dabei ausschließlich unter Nutzung eines industriellen 3D-Druckers von EOS entstehen. Gleichzeitig haben wir in Audi einen Partner, mit dem wir den AM-Einsatz für den Automobilbau – eine Schlüsselindustrie für uns – noch weiter vorantreiben können.“

Ich bin wirklich begeistert. Dass additive Methoden in der Praxis angekommen sind, ist bekannt – aber die Dimensionen dieser Bauteile erstaunen mich doch. Doch hier zeigt sich, wie sicher und zuverlässig AM-Prozesse geworden sind – sicherlich auch dank ausgiebiger Simulationen und Analysen im Vorfeld. Solche riesigen Druckjobs wird niemand mehr ohne ausgiebige Simulation des gesamten Drucks laufen lassen – und trotzdem muss die Maschine diese extreme Beanspruchung auch erst einmal ohne Qualitätsverlust durchhalten. Chapeau, EOS!

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