Ziel des Projekts war es, dem Kunden eine Lösung zur Ersetzung beschädigter Bauteile zu bieten. Durch die Optimierung des bestehenden Designs und die Auswahl eines geeigneten Ersatzmaterials konnte die Lebensdauer und Zuverlässigkeit ihrer Motorräder erhöht und gleichzeitig die Kosten für das Ersatzteil gesenkt werden.
Durch Reverse Engineering und 3D-Druck haben wir ein Gussmodell für das Schwerkraftgießen in eine Sandform erstellt.
- Materialauswahl: Für die additive Fertigung wurde PLA aufgrund seiner Verfügbarkeit, niedrigen Kosten und ausreichenden Festigkeit für diese Anwendung gewählt.
- 3D-Drucktechnologie: Es kam die FDM-Technologie (Fused Deposition Modeling) zum Einsatz – aufgrund ihrer Kosteneffizienz und schnellen Herstellung.
- Konstruktionsprozess: Der Designprozess begann mit der Digitalisierung des benötigten Ersatzteils. Anschließend wurde das Modell technologisch für das Schwerkraftgießen und den 3D-Druck optimiert. Das Design durchlief mehrere Iterationen, um maximale Präzision und Qualität sowie verbesserte mechanische Eigenschaften im Vergleich zum Originalteil zu erreichen.
Schritte:
- 3D-Scan: Erfassung der Außenflächen des Bauteils zur Erstellung eines digitalen Modells. Es wurde ein CT-3D-Scan verwendet, um höhere Genauigkeit zu erreichen und potenzielle innere Defekte zu erkennen.
- 3D-Konstruktion: Erstellung eines parametrischen Volumenmodells auf Basis der Scan-Daten.
- Technologische Anpassung: Entwicklung geeigneter technologischer Anpassungen für das Schwerkraftgießen in Zusammenarbeit mit der Gießerei. Für die spanende Nachbearbeitung wurden entsprechende Bearbeitungszugaben eingeplant.
- Prototyping: Druck eines Prototyps in weißem PLA mit FDM-Technologie und anschließender Guss aus einer Aluminiumlegierung.
- Testen: Überprüfung der Maßhaltigkeit und Funktionalität des Prototyps sowie Bearbeitungsversuche.
- Technologische Nachbearbeitung: Anpassung des 3D-Modells basierend auf dem Feedback aus der Fertigung und dem Testen der Muster.
- Serienproduktion: Herstellung der Gussmodelle per FDM-Technologie und anschließende Serienfertigung durch Schwerkraftgießen der Aluminiumlegierung in Losgrößen von mehreren Dutzend Stück mit nachfolgender Bearbeitung.
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