22.06.2021 – Kategorie: Fertigung & Prototyping

Autoproduktion: Binder-Jetting macht die A-Säule leichter — und mehr

Binder-Jetting in der Autoproduktion bei VW: Zusammenarbeit mit SiemensQuelle: Volkswagen AG

Erstmals setzt Volkswagen jetzt im Stammwerk Wolfsburg das additive Fertigungsverfahren Binder-Jetting für die Teileherstellung ein und spart so Kosten und Gewicht.

  • Volkswagen geht mit Siemens eine Software-Partnerschaft für 3D-Druck-Verfahren ein.
  • Das 3D-Druckverfahren Binder-Jetting bringt die additive Fertigung in der Autoproduktion zur Serienreife und macht den Einsatz wirtschaftlich.
  • Die im 3D-Druck gefertigten Bauteile für die A-Säule des Volkswagen T-Roc Cabrios werden in Osnabrück verbaut.

Volkswagen treibt den Einsatz von neuen 3D-Druckern in der Autoproduktion voran. Erstmals wurde jetzt im Stammwerk Wolfsburg das sogenannte Binder-Jetting in der Teilefertigung eingesetzt. Baut ein herkömmlicher 3D-Drucker ein Bauteil aus metallenem Pulver Schicht für Schicht auf, so erledigt das beim Binder-Jetting ein Klebstoff. Das so entstandene Bauteil wird anschließend erhitzt und zu einem metallischen Teil geformt. Mit dem Binder-Jetting-Verfahren sinken die Kosten, und die Produktivität erhöht sich – zum Beispiel sind die Teile nur halb so schwer wie mit Stahlblech. Volkswagen setzt derzeit als einziger Automobilhersteller den gesamten Produktionsprozess dieser 3D-Druck-Technologie um. „Wir treiben – auch im anhaltend schwierigen Umfeld der Corona-Pandemie – unsere Zukunftsthemen konsequent voran“, sagt Christian Vollmer, Vorstand für Produktion und Logistik der Marke Volkswagen Pkw. „Mit unseren Partnern wollen wir den 3D-Druck in den kommenden Jahren noch effizienter und reif für den Einsatz in der Serienfertigung machen.“

Binder-Jetting hilft Kosten senken und Produktivität steigern

Cedrik Neike, Mitglied des Vorstands der Siemens AG und CEO Digital Industries: „Wir sind sehr stolz darauf, Volkswagen mit unseren innovativen Lösungen im 3D-Druck-Verfahren zu unterstützen. Unsere Automatisierungs- und Softwarelösungen sind führend in der industriellen Produktion. Volkswagen kann mit dieser Technologie wichtige Bauteile noch schneller, flexibler und ressourcenschonender entwickeln und produzieren.“

Für die neuen Produktionsverfahren hat Volkswagen in den vergangenen fünf Jahren einen mittleren zweistelligen Millionen-Euro-Betrag investiert. Zudem hat das Unternehmen eine Software-Partnerschaft mit Siemens geschlossen, und auch die bestehende Kooperation mit dem Drucker-Hersteller HP Inc hat der Autobauer erweitert. Gemeinsam will man mit dem ersten Kompletteinsatz des Binder-Jetting wichtige Erfahrungen sammeln, etwa welche Bauteile in Zukunft wirtschaftlich und schnell zu fertigen sind oder wie das Additive Manufacturing die digitale Transformation der Produktion bei Volkswagen unterstützen kann.

Drucker und Spezialsoftware für die additive Fertigung

HP liefert die entsprechenden High-Tech-Drucker und Siemens die Spezial-Software für Additive Manufacturing. Ein wichtiger Prozessschritt — den Siemens und VW gemeinsam erweitert haben — ist die Optimierung der Positionierung von Bauteilen im Bauraum. Im sogenannten „Nesting“ können hierdurch bis zu doppelt so viele Teile pro Druckvorgang produziert werden.

Die drei Unternehmen wollen ab Sommer ein gemeinsames Experten-Team um das Wolfsburger 3D-Druck-Zentrum aufbauen. Das Zentrum startete Ende 2018 und ermöglicht die Fertigung von komplexen Fahrzeugteilen durch 3D-Druck. Die Anlage dient auch dazu, die Mitarbeiter für den Einsatz dieser Technologien zu qualifizieren.

Bis 2025 sollen in Wolfsburg bis zu 100’000 Teile pro Jahr für Volkswagen im 3D-Druck gefertigt werden. Die ersten Bauteile aus dem Binder-Jetting gehen zur Zertifizierung nach Osnabrück: Teile für die A-Säule des T-Roc Cabrios. Diese wiegen fast 50 Prozent weniger als herkömmliche Teile aus Stahlblech. Gerade diese Ersparnis macht das Verfahren besonders interessant in der Autoproduktion. Volkswagen hat bereits 3D-gedruckte metallurgische Fahrzeugbauteile erfolgreich im Crashtest erprobt. Die Herstellung in größeren Stückzahlen war aber bis jetzt noch nicht wirtschaftlich genug – durch die neue Technologie und die geschlossene Kooperation wird der Einsatz in der Serie wirtschaftlich jedoch realisierbar.

In 25 Jahren bereits eine Million Teile gedruckt

Volkswagen arbeitet bereits seit 25 Jahren mit 3D-Druck — und startete ursprünglich im Bereich der technischen Entwicklung mit dem Ziel, die Entwicklung von Fahrzeugen zu beschleunigen und kostengünstiger zu realisieren. Heute betreibt Volkswagen am Standort Wolfsburg 13 Anlagen, die sowohl Kunststoff- als auch Metallbauteile in unterschiedlichen Druckverfahren herstellen können. Zu den typischen Beispielen gehören Kunststoffbauteile für Prototypen wie Mittelkonsole, Türverkleidungen und Instrumententafeln bis hin zu Stoßfängern. Im Metalldruck werden unter anderem Saugrohre, Kühlkörper, Halter und Trägerteile gedruckt. In den zurückliegenden 25 Jahren wurden insgesamt bereits mehr als eine Million Bauteile hergestellt.

Die Kooperation mit Siemens ist Teil einer umfassenden, strategischen Partnerschaft im Bereich der digitalen Produktionsplattform, die beide Unternehmen geschlossen haben. Volkswagen Vorstand Vollmer: „Ich freue mich, dass wir mit Siemens einen starken und innovativen Partner gefunden haben, mit dem wir die Autoproduktion von morgen schon jetzt starten können. Das Beispiel 3D-Druck zeigt, dass die Transformation viele unterschiedliche und innovative Chancen bietet.“

Bild oben: Zwei Mitarbeiter von Volkswagen prüfen die Qualität von Strukturteilen für die Autoproduktion, die im Binder-Jetting entstanden sind, vor dem Prototyp des Spezialdruckers im Wolfsburger 3D-Druck-Zentrum. Bildquelle: Volkswagen AG

Weitere Informationen: https://www.volkswagen.de/ und https://new.siemens.com/de/de/branchen/maschinenbau/additive-fertigung.html

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