Kolibri-Projekt: Mit additiver Fertigung die Grenzen erweitern

Der industrielle 3D-Druck, auch additive Fertigung (AM) genannt, spielt eine immer größer werdende Rolle für Industrieunternehmen weltweit. In welchem Maße mit der Technologie Limitierungen konventioneller Produktionsmethoden überkommen werden können zeigt das Kolibri-Projekt von EOS – mit der Natur als Vorbild.

Sie bringt faszinierende und hochgradig effiziente Kreaturen hervor, die in der Lage sind, ihre Energie optimal einzusetzen. Sie schafft mit wenigen Grundbaustoffen stabile und leichte Strukturen. Und sie dient als Quelle der Inspiration – die Natur.

Die Natur aufnehmen

Bei der Firma EOS, weltweit führender Technologieanbieter im industriellen 3D-Druck, haben sich die Ingenieure von diesem Vorbild anregen lassen und es sich zur Aufgabe gemacht, qualitativ hochwertige und ressourcensparende Bauteile zu entwickeln. Möglich wird dies durch maximale Designfreiheit im industriellen 3D-Druck. Was die Technologie im Detail erlaubt, verdeutlicht folgendes Beispiel:

Das konventionell gefertigte Modell eines Kolibris wurde mit abtragender Technologie hergestellt. Die Herausforderung besteht darin, diese komplexe Baugruppe zu optimieren. Dabei stehen Bauteil- und Funktionsintegration sowie Leichtbau im Vordergrund. Bei EOS identifizieren die 3D-Druck-Experten von Additive Minds dazu zunächst das Optimierungspotenzial eines Bauteils. Die Optimierung wird durch die industrielle 3D-Drucktechnologie ermöglicht, die der menschlichen Kreativität kaum Grenzen setzt. So ist letztendlich die Konfiguration völlig unterschiedlicher Strukturen möglich.

Gestaltungsfreiheit schaffen

Mit anderen Worten: Die Gestaltungsfreiheit, die durch die Umstellung von der konventionellen Fertigung auf den industriellen 3D-Druck entsteht, erlaubt Ingenieuren, bisherige Grenzen der Machbarkeit zu überschreiten. Während  man bei Komponenten wie den Flügeln und dem Gehäuse der konventionell gefertigten Baugruppe an die Grenzen des technisch Machbaren gestoßen ist, konnte EOS diese Grenzen mit Hilfe der additiven Fertigung nicht nur verschieben, sondern durchbrechen.

Video

Video: EOS

Im Detail wurde der konventionell gefertigte Kolibri folgendermaßen optimiert:

Die Konsole:

•             Freiheit im Design

•             Leichtgewichtstrukturen

•             Gewichtsreduktion um 80 Prozent

Die Welle:

•             Integration von Bauteilen und Funktionen

•             Freiformflächengestaltung

•             Anzahl der Bauteile: jetzt 1 statt vorher 7

•             Gewichtsreduktion um 59 Prozent

Das Gehäuse:

•             Optimierung der Topologie

•             Komplexe Strukturen

•             Laser-driven Design

•             Anzahl der Bauteile: minus 50 Prozent

•             Gewichtsreduktion um 80 Prozent

Die Flügel:

•             Filigraneres Design

•             Integration von Bauteilen

Fazit

Das Kolibri-Projekt ist ein wunderbares Beispiel dafür, wie alle Vorteile der additiven Fertigungstechnologie – etwa komplexe Geometrien, Leichtbau oder  die Integration von Funktionen und Bauteilen – in einer Baugruppe kombiniert werden können und somit großes Potenzial für Kostenreduktion in der industriellen Fertigung ermöglichen. Damit gibt das Projekt auch einen Ausblick, was mit der Technologie in Zukunft möglich sein wird.