Autos aus dem 3D-Drucker: Die Zukunft der Autoindustrie?

Schont Umwelt und Geldbeutel

3D-Drucker können so einiges: Von Prothesen über Spielzeug und Schmuckstücke bis hin zu Wohnaccessoires ist fast alles druckbar – sogar Lebensmittel! Aber ist es auch möglich, ein funktionsfähiges Auto zu drucken?

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Bild: stock.adobe /sdecoret
Zunächst ein paar Fakten vorab: Der US-Amerikaner Chuck Hall gilt mit seiner Patentanmeldung im Jahr 1984 als Erfinder des 3D-Drucks. Dabei werden ganze Schichten an Material auf einmal gedruckt und nicht nur ein einzelner Kontaktpunkt, wodurch dreidimensionale Gegenstände entstehen. Das Verfahren, auch additive Fertigung genannt, erlaubt es, nur die benötigte Menge an Material zu verwenden. Typische Werkstoffe sind speziell aufbereitete Metalle, Kunststoffe und -harze sowie Keramiken.

3D-Druck in der Automobilindustrie

Und wie findet das nun in der Automobilindustrie Anwendung? Theoretisch könnte ein ganzes Auto in 3D gedruckt werden, doch die größten Vorteile in dieser Branche kommen vor allem beim Testen von Prototypen zum Tragen. Im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren können neue Teile eben sehr schnell gedruckt und getestet werden. Viele Hersteller wie BMW, VW oder Ford setzen auf 3D, um eine Vielzahl von endgültigen Autoteilen wie etwa Kolben, Sitzteile oder Airbag-Komponenten zu produzieren – denn das Ganze bietet zahlreiche Vorteile.

Vorteile

Ein erster Aspekt betrifft hier die niedrigeren Produktionskosten. Denn teure Fertigungsmethoden könnten in der Zukunft fast vollständig vom günstigeren 3D-Druck abgelöst werden. Des Weiteren läuft die Produktion schneller ab, da einzelne Komponenten häufig innerhalb von nur wenigen Stunden angefertigt werden können. Hinzu kommen Einsparungen in Bezug auf die Logistik: Die Drucker können die Komponenten nicht nur schneller, sondern auch alle am selben Ort herstellen, was Zeit, Geld und logistischen Aufwand spart. Alle Einzelteile werden schließlich an nur einem Ort produziert und dort direkt zum fertigen Automobil verbaut. Gleichzeitig werden verschiedene Metalle wie Titan, Nickel, und Aluminium miteinander gemischt – die dabei entstehenden Legierungen sind besonders leicht, fest oder/und temperaturbeständig.

Individualität ist außerdem gefragter denn je – das gilt natürlich auch für das eigene Auto. Dank des 3D-Drucks können Interessenten nicht mehr nur die Farbe oder Ausstattung ihres neuen Traumwagens bestimmen, sondern über das komplette Design entscheiden und das Gefährt ganz individuell gestalten. Wer schon mal ein Ersatzteil für das eigene Auto benötigt hat, der weiß: Bis das gewünschte Teil überhaupt lieferbar ist, kann einige Zeit vergehen. Nicht so mit dem 3D-Drucker, denn er kann das entsprechende Ersatzteil innerhalb kürzester Zeit drucken - und das wieder und wieder. Selbiges gilt für ältere Teile, die nicht mehr erhältlich sind. Zuletzt ist das Verfahren vergleichsweise energiesparend und es fallen deutlich geringere Mengen an Materialabfällen an – es ist also auch noch gut für die Umwelt!

Nachteile 

Allerdings sind die Kosten für größere Baureihen, zumindest aktuell, oft noch sehr hoch. Aus diesem Grund gibt es in Serienfahrzeugen derzeit (noch) keine hochwertigen 3D-Druckteile. Zudem sind teilweise Nachbearbeitungen notwendig und je nach Drucker kann das Bauvolumen begrenzt sein. Ansonsten spricht aber wenig dagegen – vor allem mit Blick auf die Zukunft.

Ergänzung durch KI und VR

Denn 3D-Druck kann mit weiteren innovativen Technologien ergänzt werden: So würden Künstliche Intelligenz (KI) und Virtual Reality (VR) in Kombination mit 3D-Druck dafür sorgen, dass Fahrzeuge in Zukunft noch besser an die Bedürfnisse der Kunden angepasst werden.

Beispiel gefällig? Das Start-Up Hackrod hat eine digitale Plattform entwickelt, um das Design seiner Fahrzeuge von den Käufern gestalten zu lassen. 3D-Druck, VR und KI wurden kombiniert, um das erste Automodell namens La Bandita zu bauen – ein leichter Speedster, der einen recycelten Tesla-Elektroantrieb sowie ein 3D-gedrucktes Fahrgestell aus Aluminium hat und dessen Design mit Hilfe von VR-Technologie entwickelt wurde. Das Fahrgestell wurde im Anschluss mit einem Algorithmus berechnet. Doch es geht noch weiter: Anstatt einen realen Prototyp zu bauen, wird die Skizze ganz einfach digitalisiert und fortan findet die gesamte Entwicklung im virtuellen Raum statt. So könnte selbst das Testen realer Prototypen in Zukunft überflüssig werden.

Beispiele der Hersteller

BMW setzt bereits seit über 25 Jahren auf additive Fertigung und hat im vergangenen Jahr eine eigene Produktionsstätte für Zusatzstoffe eröffnet – genutzt wird das Ganze beispielsweise beim i8 Roadster. Auch Ford gilt als Vorreiter: Bereits 1988 hat der amerikanische Autohersteller in drei 3D-Drucker investiert. Eines der größten 3D-gedruckten Metallteile für das Automobil ist das sechs Kilogramm schwere Aluminium-Luftsaugrohr, das in nur fünf Tagen hergestellt wurde. 

Bugatti nutzt die additive Fertigung von Titan, um die Bremssättel der Luxus- und Rennwägen leichter zu machen. Ferrari greift wiederum auf den 3D-Metalldruck zurück, um leichtere Kolben zu konstruieren. Auch Porsche druckt unter Verwendung einer besonderen Aluminiumlegierung Motorkolben in 3D, während McLaren mit Hilfe eines Harzdruckers alle Einzelteile der Karosserie des 720S innerhalb von nur 140 Stunden druckt.

Selbst der Bereich Elektromobilität kommt nicht zu kurz: General Motors hat einen 3D-gedruckten, 40% leichteren Sitzträger aus Edelstahl für seine zukünftigen Elektroautos entworfen, der aus nur einem Teil besteht. VW hat zudem bei einer modernisierten elektrischen Version des Kombi von 1962 mehrere Komponenten wie Lenkrad, Spiegelträger und sogar die Räder in gedruckter Form hergestellt.

Fazit: Der 3D-Druck in der Automobilindustrie wird heutzutage meist zum Testen von Prototypen oder zur Herstellung von Endprodukten eingesetzt – fast alle gängigen Automobilhersteller nutzen die Technologie bereits. Die Produktion mit 3D-Druck ist nicht nur kostengünstiger, sondern auch schneller. Außerdem können sowohl Einzelstücke als auch Massenproduktionen hergestellt und ganz individuell auf die Kunden und ihre Bedürfnisse bzw. Vorstellungen angepasst werden.

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