Voxeljet druckt 3-D-Gusskerne für Cadillacs vollelektrischen CELESTIQ

Die voxeljet AG, ein Anbieter von großformatigen Hochgeschwindigkeits-3-D-Drucksystemen und On-Demand-Dienstleistungen für industrielle und gewerbliche Kunden, und Tooling & Equipment International (TEI) erweitern ihre Zusammenarbeit - TEI hat seinen dritten VX4000 3-D-Drucker erworben.

Als Zulieferer von General Motors produziert TEI mit dem weltweit größten 3-D-Sanddrucker Gusskerne für die Serienproduktion großformatiger, gewichtssparender Strukturbauteile für den Cadillac CELESTIQ. Durch den Einsatz der additiven Fertigung bei der Entwicklung und Konstruktion der Bauteile können OEM-Hersteller völlig neue, funktionsoptimierte Konstruktionen realisieren. Zulieferer profitieren von der schnellen und flexiblen Integration der 3-D-gedruckten Kerne in bestehende Produktionslinien.

TEI, ein Experte für hochkomplexe Gussteile für die Maschinenbau- und Fertigungsindustrie, arbeitet seit 2018 mit voxeljet zusammen. Was mit einem Dreijahresvertrag über 500.000 Liter 3-D-gedruckten Sand begann, entwickelte sich zu einer Erfolgsgeschichte für beide Unternehmen. TEI ist das einzige Unternehmen in den USA, das drei VX4000 von voxeljet besitzt, die mit einem Bauvolumen von 4 x 2 x 1 Metern zu den größten Sanddruckern der Welt gehören. Mit der dritten Maschine hat TEI nun seine additive Fertigungskapazität auf bis zu 2,5 Millionen Liter pro Jahr erweitert. Damit ist das US-Unternehmen in der Lage, weitere technisch anspruchsvolle Projekte wie die Serienfertigung von Leichtbaukomponenten für die Unterbodenstruktur des vollelektrischen Cadillac CELESTIQ zu realisieren.

Jedes Gussteil ersetzt bis zu 40 Komponenten

Die neuartige Unterbodenstruktur besteht aus sechs großen Präzisionssandgussteilen aus Aluminium. Um die komplexen Strukturen so wirtschaftlich und leicht wie möglich zu realisieren, setzt TEI bei der Produktion aller Innenkerne auf additive Fertigung. Dadurch lassen sich Versteifungsmerkmale in die Hohlprofile einarbeiten, was mit konventioneller Fertigung nicht wirtschaftlich machbar ist. Insgesamt 51 additiv gefertigte Sandkerne werden bei der Produktion eines jeden Fahrzeugunterbodens verwendet. TEI druckt diese mit den VX4000-Druckern, von denen jeder in einer Nacht Hunderte von Innenkernen für mehrere Fahrzeugsätze druckt. Nach dem Druck werden die Kerne geglättet, mit einer feuerfesten Beschichtung versehen, in Sandformen eingelegt und schließlich in einem Niederdruck-Füllverfahren gegossen. Jedes der sechs Gussteile reduziert die Anzahl der Teile um 30 bis 40 Komponenten im Vergleich zu einer typischen gestanzten Konstruktion. Da jedes Strukturteil über vollständig bearbeitete Schnittstellen verfügt, lassen sich die sechs Gussteile präzise montieren und sehr enge Toleranzen für die Fertigung der Baugruppen einhalten.

Kurze Lieferzeiten für gewichts- und designoptimierte Leichtbauteile

Der großformatige Formen- und Kerndruck auf den VX4000-Druckern macht die Produktion im Vergleich zur konventionellen Fertigung schlanker und damit schneller und wirtschaftlicher. Es müssen deutlich weniger Bauteile produziert werden, was die Montage vereinfacht und beschleunigt. „Durch den Wegfall von Werkzeugen und dank des großen Bauvolumens der Drucker können wir die Lieferzeiten erheblich reduzieren und Leichtbaukomponenten mit optimierten Topologien fertigen. Auf herkömmliche Weise wäre das nicht möglich“, erklärt Oliver Johnson, Präsident der TEI. Darüber hinaus ermöglicht der 3-D-Sanddruck völlig neue Designs und Leichtbaustrukturen. Das Ergebnis sind geometrisch optimierte Teile, die für die Automobil- und Luftfahrtindustrie sehr wichtig sind. Was für die Umsetzung bei den Zulieferern wichtig ist: Neue funktionsoptimierte Designs lassen sich mit den VX4000 schnell und flexibel realisieren und gedruckte Kerne können einfach in eine bestehende Produktion integriert werden.

"Wir freuen uns, TEI als starken Partner und Anwender des 3-D-Sanddrucks in den USA zu haben. Der Kauf des dritten VX4000-Druckers baut auf früheren Systeminstallationen am Unternehmensstandort von TEI in Livonia, Michigan, auf und ermöglicht es dem Unternehmen, schnell zu wachsen und einzigartige Projekte wie dieses zu realisieren", so Michael Dougherty, Managing Director bei voxeljet America Inc. "Gemeinsam werden wir die additive Fertigungstechnologie in der industriellen Fertigung weiter etablieren und unsere Zusammenarbeit intensivieren. Wir sind stolz darauf, das Unternehmen mit unserer 3-D-Drucktechnologie zu unterstützen und einmal mehr zu zeigen, dass unsere gedruckte Gusstechnologie Einzug in die Produktion hält und noch nie dagewesene Designs ermöglicht."

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