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Das Beste aus zwei Welten

Der 3D-Druck hat Vorteile – er kann hochkomplexe Geometrien in sehr kurzer Zeit und konturnah fertigen.

Dass diese Technik keine gesonderten Werkzeuge benötigt, macht 3D-gedruckte Komponenten insbesondere für Unikate und kleine Serien attraktiv. Das Druckgussverfahren ist aufgrund der sehr hohen Produktivität ideal, um anspruchsvolle Gussbauteile in Großserie zu produzieren. Eine Verbindung beider Fertigungstechnologien bietet die Möglichkeit, individualisierte und funktionsintegrierte Bauteile auf der Basis eines Einheitsbauteils unter Anwendung des Druckgießverfahrens realisieren zu können. Das Projekt "CastAutoGen" hat diese Idee in die Tat umgesetzt. 
Am Beispiel eines Demonstrator-Bauteils wird deutlich, dass durch Angießen unterschiedlicher Halterelemente (A) auf einfache Weise eine hohe Variantenvielfalt erzeugt werden kann. Die Anbindung erfolgt durch Infiltration einer Interface-Struktur und bewirkt damit eine form- und kraftschlüssige Verbindung. Ein weiteres Funktionsmerkmal (B) ist die Versteifung einer Rippe durch Eingießen eines Stahleinlegers. Mit 3D-Druck lassen sich Stahleinleger mit last-pfad-optimierten, bionischen Strukturen fertigen, die durch die druckgusstypische Formfüllung sehr gut in die Aluminiummatrix eingebunden werden können. Das Umgießen eines hoch komplexen Wärmetauschers aus einem Kupferbasiswerkstoff (C) schafft eine Funktions- und Materialintegration, die aufgrund der Miniaturisierung und der stark verzweigten Ausbildung der Kanalstruktur nur mit 3D-Druck möglich ist. Um die Gestaltfestigkeit des Wärmetauschers sicherzustellen, war die Ermittlung geeigneter Gießparameter ein wichtiger Forschungsschwerpunkt des Projektes. 
Neben der Integration 3D-gedruckter Strukturen beim Gießen von Druckgussbauteilen wurde im Projekt "CastAutoGen" noch eine weitere Fertigungsroute untersucht. Bei dieser Fertigungsroute wurden auf ein bereits bestehendes Druckgussbauteil Funktionselemente durch die additive Fertigungsmethode des Laserauftragsschweißens erzeugt bzw. hinzugefügt. 
An dem Projekt "CastAuto-Gen" waren neben der BOHAI TRIMET Automotive Holding GmbH die Partner EDAG Engineering GmbH, Oerlikon AM Europe GmbH, die Fraunhofer Institute IWU und IWS sowie die assoziierten Partner Audi AG und ZF Friedrichshafen AG beteiligt. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

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