Gehäuse für E-Antrieb: Warum Porsche auf Metall-3D-Druck setzt

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Ist der Metall-3D-Druck in der Fertigungsindustrie angekommen? Mit seiner zuletzt vorgestellten SLM Maschine NXG XII 600 will SLM Solutions unter anderem diese Frage beantworten.
Metall-3D-Druck für E-Antriebsgehäuse

Quelle: SLM Solutions

  • 3D-Druckspezialist SLM Solutions präsentiert auf der NXG XII 600 im Metall-3D-Druck gefertigte Anwendungsbeispiele.
  • Diese zeigen die Produktivität und Geschwindigkeit der Maschine, aber auch die Reduzierung der Kosten pro Bauteil.
  • Ein Unternehmen, das diese Leistungsmerkmale der NXG XII 600 bereits testen konnte, ist Porsche

Die NXG XII 600 von SLM Solutions ist mit zwölf Lasern mit 1 kW ausgestattet und verfügt über einen Bauraum von 600 x 600 x 600 mm, der den Metall-3D-Druck von großvolumigen Bauteilen mit Schichtdicken bis zu 120 µm und mehr ermöglicht. Variabler Fokusdurchmesser, bidirektionale Pulver – Beschichtung, Laser-Lastausgleich und ein optimierter Gasstrom erhöhen zudem die Produktivität der Maschine. Das geschlossene Pulversystem sorgt für maximale Sicherheit.

Ein Unternehmen, das die Produktivität der NXG XII 600 bereits testen konnte, ist Porsche. Die Abteilung Advanced Powertrain Engineering fokussiert auch auf Antriebs-Anwendungen wie E-Antriebsgehäuse, Kurbelgehäuse und Zylinderköpfe in der additiven Fertigung. In einem Proof-of-Concept mit der SLM Maschine NXG XII 600 wurde ein komplettes E-Antriebsgehäuse mit einem innovativen AM-Design erfolgreich gefertigt. Porsche setzt dabei hohe Anforderungen an das Bauteil: Der Permanentmagnet-Motor mit 800 Volt Betriebsspannung leistet bis zu 205 kW (280 PS). Das nachgeschaltete zweistufige Getriebe ist im selben Gehäuse integriert und treibt die Räder mit bis zu 2’100 Newtonmeter Drehmoment an. Dieser hochintegrierte Ansatz ist für den Einsatz an der Vorderachse eines Sportwagens konzeptioniert.

Metall-3D-Druck: Gehäuse vereint Vorteile additiver Fertigung

Das Gehäuse vereint sämtliche Vorteile der additiven Fertigung wie Topologie-Optimierung mit Gitterstrukturen um Gewicht zu reduzieren, Funktionsintegrationen von Kühlkanälen, höhere Steifigkeit, reduzierte Montagezeit durch die Integration mehrerer Bauteile sowie eine verbesserte Bauteilqualität.

Bild 1: E-Antriebsgehäuse von Porsche, gebaut auf der NXG XII 600 in nur 21 Stunden.

Falk Heilfort, Entwicklungsingenieur Antriebsvorentwicklung bei Porsche sagt: “Diese neue Fertigungstechnologie ist für uns technisch und ökonomisch interessant. Anwendungsbeispiele befinden sich insbesondere in Entwicklungsphasen bzw. der Prototypenfertigung, speziell in Kleinserien und im Motorsport sowie bei Ersatzteilen für Oldtimer.“ Das E-Antriebsgehäuse misst 590x560x367 mm und wurde in nur 21 Stunden auf der NXG XII 600 gefertigt.

Ralf Frohwerk, Global Head of Business Development bei SLM Solutions ist von den Ergebnissen des Porsche Bauteils begeistert: „Wir sind stolz mit hochinnovativen Unternehmen wie Porsche zusammenzuarbeiten. Die NXG XII 600 erreicht unübertroffene Leistungen und funktionelle Optimierungen bei wichtigen Automobilbauteilen. Die Kostenreduktion ermöglicht einen breiten Einsatz der additiven Fertigungstechnologie für eine echte Serienproduktion. Wir freuen uns über diesen großen Schritt hin zur vollständigen Industrialisierung der additiven Fertigung von Metallteilen für Porsche-Anwendungen.“

Die SLM-Technologie ist ein iterativer Prozess, bei dem Hochleistungslaser eingesetzt werden, um Metallpulver entlang vordefinierter Bahnen zu schmelzen. Die SLM-Technologie ermöglicht die einfache und schnelle Herstellung kompliziert geformter Bauteile, die mit traditionellen subtraktiven Techniken wie Gießen, Bohren oder Fräsen als unmöglich erachtet werden. Im Gegensatz zur traditionellen Fertigung ermöglicht dieses Verfahren so eine hohe Designfreiheit.

Weitere Informationen: https://www.slm-solutions.com/

Erfahren Sie hier mehr über thermisch stabile additive Fertigungsprozesse mit Laserstrahlschmelzen.

Lesen Sie auch: „Wenn IT auf OT trifft: Automatisierungslösungen für Maschinenbauer“

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