Rapid Prototyping Armaturenbrett aus dem 3D-Drucker

Bei der Entwicklung eines Elektrofahrzeugs wurde ein funktionaler Prototyp des Cockpits mit Kombiinstrumenten in Einzelteilen in 3D ausgedruckt und zusammengefügt.

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Das 1,4 m breite Armaturenbrett besteht aus mehr als 20 einzeln gedruckten Bauteilen, die von Objet für das Projekt StreetScooter hergestellt wurden. Hinter StreetScooter steht ein Konsortium von mehr als 80 Unternehmen, die gemeinsam ein günstiges Elektrofahrzeug entwickeln möchten. In enger Zusammenarbeit mit dieser Gruppe hat Objet originalgetreue Prototypen für die optische und funktionale Entwicklung des Fahrzeugs hergestellt, darunter auch das Armaturenbrett.

„Die Herausforderung bei der Herstellung des Armaturenbretts bestand in dessen Größe“, so Ido Eylon, Gruppenleiter Applications bei Objet. Die maximale Bauplattformgröße eines Objet 3D-Druckers beträgt 500 mm x 400 mm x 200 mm, daher wurde die CAD Zeichnung in kleinere, druckbare Teile aufgeteilt.

Da die Genauigkeit der Objet 3D-Drucker bis zu +/- 0,2 mm beträgt, „war es ganz einfach, die Teile zusammenzubauen“, so Ido Eylon. „selbst wenn man das Kleben, Polieren und Lackieren berücksichtigt, liegt die Detailgenauigkeit des gesamten Armaturenbretts unter +/- 1 mm.“

Auch bei der Auswahl der Druckmaterialien spielte die Größe des Armaturenbretts eine wichtige Rolle: „Wir mussten sicher sein, dass das Armaturenbrett sein eigenes Gewicht tragen kann, ohne dass das Material sich verzieht“, sagt Eylon. „Wir haben uns bei der Wahl für das StreetScooter Armaturenbrett für Objet Digital Material entschieden, aufgrund seiner außergewöhnlichen Formstabilität und Belastbarkeit“.

Mit dem ABS-ähnlichen Material wurden die größeren Teile des Armaturenbretts gedruckt. Objet Digital Material wurde zur Simulation von ABS-ähnlichen technischen Kunststoffen entwickelt: Es vereint eine hohe Temperaturbeständigkeit mit hoher Belastbarkeit. Seine Schlagfestigkeit beträgt 65–80 J/m, seine Temperaturbeständigkeit liegt bei 58–68 °C direkt nach dem Druck. Eine höhere Temperaturbeständigkeit von 82–95 ºC kann mit einer Wärmenachbehandlung im programmierbaren Ofen erreicht werden.

StreetScooter wird voraussichtlich im Jahr 2013, wenn die Produktion in Deutschland starten soll, die Armaturenbretter aus technischen Kunststoffen vergleichbar ABS mit ähnlichen Eigenschaften herstellen.

Originalgetreue Simulation von Details

Weitere Bauteile des Armaturenbretts wurden aus dem Material Objet VeroClear, aus dem festen, blickdichten VeroWhitePlus und dem flexiblen, gummiartigen Material Objet TangoBlackPlus gedruckt. Diese Bauteile dienten der Simulation von Details des Armaturenbretts, darunter Glasdisplays, feste Gehäuse und weiche Tasten. Echter ABS-Kunststoff wurde ebenfalls eingebaut, um die Toleranz und Genauigkeit des Drucks zu testen. Insgesamt bietet Objet nahezu 70 3D-Druckmaterialien an, die unterschiedliche physische und mechanische Eigenschaften aufweisen.

„Das StreetScooter Armaturenbrett demonstriert hervorragend die Anwendungen, die mit 3D-Druckern und Materialien von Objet möglich sind. Anwender können damit die Passgenauigkeit, Form und Funktionalität ihrer Konstruktionen anhand von Modellen, die die Optik und Haptik des Endprodukts genau simulieren, bereits in einer frühen Phase der Produktentwicklung prüfen“, sagt Ido Eylon. (jv)

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