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Reverse Engineering Dank 3D-Scan und 3D-Druck schnell zum Rennwagen Marke Eigenbau

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Die Rennwägen von SNAG Racing müssen auf den Offroad-Rennen einiges aushalten. Seit das Team für den Nachbau von Hochleistungskomponenten auf 3D-Scanner und 3D-Druck setzt, entwickeln sie schneller und günstiger ihren Wagen nach Wunschvorstellung.

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Harte Bedingungen: Das Team von SNAG Racing nimmt an Offroad-Rennen teil. Dabei darf bei der Einfahrt ins Ziel kein Teil des Wagens fehlen.
Harte Bedingungen: Das Team von SNAG Racing nimmt an Offroad-Rennen teil. Dabei darf bei der Einfahrt ins Ziel kein Teil des Wagens fehlen.
(Bild: SNAG Racing )

Wenn er auf das Gaspedal tritt und seinen Wagen in 4,4 Sekunden auf knapp 100 km/h beschleunigt, bleibt Sergey Karyakin keine Zeit zum Überlegen. Sein Team, SNAG Racing, nimmt an Offroad-Rennen durch die Wüsten Marokkos, Chiles und Perus, die Berge Boliviens und die weitläufigen Steppen Russlands und der Mongolei teil. Ob brütende Hitze, eisige Kälte oder unterschiedliche Höhenlagen: Seine selbst konstruierten Rennwagen müssen mit den harten Bedingungen fertig werden.

Das Ziel: ohne Teile-Verlust ins Ziel kommen

Das letzte Rennen, an dem das Team teilnahm, war die Rallye du Maroc im Oktober 2019. Bei dieser fünftägigen Rallye müssen die Autos 2.506 Kilometer zurücklegen und durch das Ziel fahren, ohne dass ein Teil des Wagens fehlt. Leichter gesagt als getan. Denn im Laufe des Rennens fahren sie durch Geröllwüsten, überwinden endlose Sanddünen, bewältigen unbarmherzige Salzebenen und queren steile Berghänge mit uneinsehbaren Kurven. Nach Eingang sämtlicher Etappenergebnisse errang das Team SNAG Racing schließlich den zweiten Platz in seiner Kategorie.

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Erfolgsfaktor Rennwagen

SNAG Racing fährt nicht mit einem handelsüblichen Rennwagen. Stattdessen geht das Team mit einem 172 PS starken Can-Am Maverick X3 RS Turbo R an den Start, für den es ein neues Fahrwerk gebaut hat, um die Teilnahmevoraussetzungen der FIA (Fédération Internationale de l'Automobile) zu erfüllen. Schon zu Beginn seiner Karriere begriff Sergey, dass es viel mehr als Glück braucht, um ein Rennen zu gewinnen. Einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren ist der Wagen selbst, denn, um es mit seinen Worten zu formulieren: „Wenn nur Top-Profis teilnehmen, kann dir auch der geringste Leistungsvorteil die paar Sekunden bringen, die du brauchst, um als Erster über die Ziellinie zu kommen.“

Langwieriger Konstruktionsprozess

Um die Leistung ihrer Rennwagen zu steigern, bauten sie neue Komponenten, die die Autos leichter, stärker und wendiger machen.

  • Ursprünglich begann der Konstruktionsprozess mit dem Bau eines Kartonmodells.
  • Anschließend wurde das Modell auf Blech übertragen und zusammengeschweißt.
  • Dann folgte der mehrstufige Fertigungsprozess.

Bis eine einfache Komponente fertig zum Einbau war, dauerte es nicht selten zwei Monate oder mehr. Doch mit einem vollgepackten Terminkalender, der dem Team oft nur wenige Wochen bis zum nächsten Rennen in einem anderen Land gewährt, war das alte Verfahren nicht mehr akzeptabel.

Mit 3D-Scanner und 3D-Druck schnell zu eigenen Komponenten

Da entdeckte Sergey das 3D-Scannen und die additive Fertigung. Beim Artec Reseller Cybercom Ltd lernte er den 3D-Handscanner Artec Eva kennen. Artec Eva ist ein 3D-Scanner, der in der Fertigung, dem Gesundheitswesen, im Reverse Engineering und anderen Bereichen eingesetzt wird. Als Dienstleister und Spezialist für 3D-Scans und 3D-Druck bietet Cybercom eine breite Palette an Lösungen für die verschiedensten Anwendungsbereiche an.

Cybercom zeigte Sergey und seinem Team, wie sie durch den kombinierten Einsatz von Artec Eva und der Scan- und Nachbearbeitungssoftware Artec Studio die Fertigungszeiten verkürzen, die Kosten verringern und gleichzeitig eigene Komponenten mit anspruchsvolleren Spezifikationen konstruieren können.

Kinderleichter Scanprozess

In den darauffolgenden Tagen und Wochen erarbeiteten Sergey und sein Team den 3D-Scan- und Konstruktionsprozess, nach dem sie heute noch vorgehen. „Als Erstes bereiten wir das Teil vor, das gescannt werden soll. Das kann alles Mögliche sein: Querlenker, Befestigungspunkte, Stoßdämpfer, Gelenke und andere Teile des Fahrwerks. Wir säubern die Oberfläche, um perfekte Scanergebnisse zu erhalten, fixieren das Teil und drücken die Scan-Taste. Wir führen den Scanner um das Objekt herum und sehen dabei zu, wie sich der 3D-Scan auf dem Bildschirm aufbaut. Um ehrlich zu sein: Es ist kinderleicht!“, so Sergey.

Leichte Komponenten ermöglichen schnelle Autos

Durch die submillimetergenaue 3D-Erfassung der Geometrie und der Befestigungspunkte der Originalteile hat Artec Eva dem Rennteam ermöglicht, eine ganze Palette von Komponenten leichter, stärker und stabiler nachzubauen. Dadurch werden die Autos robuster und schneller. Sie können sich besser an die schwierigen Bedingungen anpassen, denen sie in den Rennen immer wieder ausgesetzt sind. Manchmal sind die Änderungen so umfangreich, dass nur die Befestigungspunkte gleich bleiben. Andere Male dagegen sind die Änderungen subtiler und beschränken sich auf neue, leistungsfähigere Materialien.

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Neue Teile in maximal drei Wochen

Mittlerweile braucht das Team maximal drei Wochen, um neue Teile zu konstruieren und zu fertigen. Das beinhaltet alle Arbeitsschritte: vom ersten 3D-Scan über die CAD-Konstruktion bis hin zum CNC-Fräsen oder 3D-Druck mit verschiedenen Kunststoffen, Metallen, Carbon oder Kevlar. Einer der größten Vorteile, die das 3D-Scannen und die additive Fertigung für SNAG Racing bietet, sind die vielen neuen Möglichkeiten.

Neue Ideen schnell umsetzen

„Meiner Meinung nach ist dieses Verfahren die Zukunft für kleine Rennställe. Es erfordert keine aufwendigen Schulungen. Ich bin Rennfahrer, kein Konstruktionsingenieur, und trotzdem kann ich es selbst machen. Und mittlerweile machen es meine Techniker. Mit Artec können wir neue Ideen in sehr kurzer Zeit entwerfen und umsetzen, ohne auf irgendwelche Ersatzteillieferanten warten zu müssen, die definitiv nicht die Flexibilität und das Know-how hätten, die Teile zeitnah genauso so zu bauen, wie wir es brauchen“, erklärt Sergey.

Rennwagen nach Wunschvorstellung

„Mit Artec“, fährt er fort, „können wir kreativer sein, als ich es je für möglich gehalten hätte. Klar, es ist ein Rallye-Wagen, der auf einem handelsüblichen Rennwagen basiert. Aber das 3D-Scannen hat uns die Möglichkeit eröffnet, unsere Autos exakt so zu bauen, wie wir sie uns erträumen – und das innerhalb unseres zeitlichen und finanziellen Rahmens.“

„Als ich mich das erste Mal über 3D-Scans und 3D-Druck informierte, gab es eher traditionell denkende Leute, die mich warnten. Sie meinten, es sei gefährlich, die Teile selbst herzustellen. Aber ich habe nicht auf sie gehört. Wenn ich das täte, würden mich die anderen abhängen. Und ich will der Erste sein. Für mich geht es beim 3D-Scannen darum, selbst innovativ zu sein und das zu bauen, was am besten funktioniert – und nicht warten und hoffen zu müssen, dass irgendjemand irgendwann das baut, was wir jetzt brauchen.“

Marke Eigenbau: langlebig und robus

Die Zweifel an der Robustheit und Langlebigkeit der in Eigenregie gebauten Teile sind schon lange verflogen. Gerade zu Beginn gab es ernsthafte Bedenken, doch die Zeit und die Erfahrungen gaben dem Team recht. Sergey fährt fort: „Bei uns läuft die Qualitätskontrolle so ab: Da wir alle Rennprofis sind, kontrollieren wir direkt nach jeder Etappe die selbst gebauten Teile im Detail. Dann sehen wir, ob und wie sie sich abnutzen. Neukonstruktionen werden sehr sorgfältig überprüft, so dass uns nichts durch die Lappen geht. Wir probieren laufend neue Materialien und Konstruktionen aus und machen detaillierte Aufzeichnungen über alles – das ist meiner Meinung nach die einzig richtige Methode.“

Leichtbau und Stabilität vereinen

Und laut Sergey ist hier noch lange nicht Schluss. Aufgrund der Erfolge, die sie mit ihren Hochleistungskonstruktionen rund um den Globus erzielt haben, möchten sie noch einen Gang höher schalten. „Wir konzentrieren uns jetzt stärker darauf, verschiedene Verbundstoffe mit Metallen zu kombinieren, um von den Vorteilen beider Werkstoffgruppen zu profitieren – insbesondere um Flexibilität, minimales Gewicht und maximale Stabilität miteinander zu vereinen. Bislang waren die Ergebnisse sehr ermutigend.“

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