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24.10.2017

Erstes Lkw-Ersatzteil aus dem 3-D-Metalldrucker

Der Blick in den Innenraum des 3-D-Druckers zeigt die ersten gedruckten Thermostatabdeckungen, die noch mit der Bauplattform verbunden sind. Nach dem Entfernen von Plattform und stützender Struktur wird das abgesaugte, gesiebte und gereinigte Aluminium-Silizium-Metallpulver ökologisch der Wiederverwendung zugeführt. FOTO: DAIMLER

> MERCEDES-BENZ LKW: Bei Mercedes-Benz Lkw folgt der nächste Schritt im 3-D-Druckverfahren: Das erste gedruckte Ersatzteil aus Metall, eine Thermostatabdeckung für Lkw und Unimog aus älteren Baureihen, hat mit Bravour alle Instanzen der strengen Qualitätssicherung bei Mercedes-Benz bestanden und feiert nun seine Premiere. Damit übernimmt Mercedes-Benz Lkw nun auch bei Metallbauteilen die Technologieführerschaft im anspruchsvollen Segment modernster 3-D-Druckverfahren. „Mit der Einführung der 3-D-Metalldrucktechnologie baut Mercedes-Benz Lkw seine Vorreiterstellung unter den globalen Nutzfahrzeug-Herstellern weiter aus“, so Andreas Deuschle, Leiter Marketing & Operations im Geschäftsbereich Customer Services & Parts Mercedes-Benz Lkw. „Wir stellen auch bei 3-D-Metallteilen dieselbe Funktionalität, Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit sicher wie bei Bauteilen aus konventioneller Fertigung.“

Im Bereich Customer Services & Parts von Mercedes-Benz Lkw hat der automobile 3-D-Druck vor einem Jahr seinen Siegeszug durch die Produktionsbereiche im After-Sales- und Ersatzteilgeschäft angetreten. Seitdem hat Customer Services & Parts gemeinsam mit den Forschern und Vorentwicklern der Daimler AG den Einsatz modernster 3-D-Druckverfahren für Kunststoffersatzteile ständig weiterentwickelt und ausgeweitet. Der 3-D-Druck im Bereich qualitativ hochwertiger Kunststoffteile hat sich heute bereits erfolgreich als zusätzliche Produktionsmethode etabliert und eignet sich vor allem zur Herstellung kleinerer Stückzahlen. Metallteile aus dem 3-D-Drucker zeichnen sich durch sehr hohe Belastbarkeit und Hitzebeständigkeit aus und überzeugen dadurch vor allem bei der Fertigung von mechanisch und thermisch stark beanspruchten Bauteilen in kleinen Stückzahlen. Metallische Bauteile können in beliebigen Geometrien und Stückzahlen „auf Knopfdruck“ produziert werden. Den Start macht die 3-D-Ersatzteilproduktion selten georderter Aluminiumteile. Sie zeichnen sich durch eine nahezu 100-prozentige Dichte und eine höhere Reinheit als herkömmliche Spritzgussteile aus Aluminium aus. Neben der guten Festigkeit und Härte sowie der hohen dynamischen Belastbarkeit erfordert ihre Produktion keine kostenintensive Entwicklung und/oder Anschaffung von Spezialwerkzeugen. Denkbare Einsatzbeispiele sind Metallteile in der Motorperipherie aber auch im Motor selbst sowie in Kühlaggregaten, Getrieben, Achsen oder Fahrgestellen. Insbesondere bei komplexen Strukturen können 3-D-gedruckte Metallteile in kleiner Stückzahl für nicht allzu häufig nachgefragte Ersatzteile, Sonderteile sowie Klein- und Klassikserien wirtschaftlich produziert werden. „Die Ersatzteilverfügbarkeit bei einem Werkstattaufenthalt ist für unsere Kunden essentiell – egal, welches Alter das Fahrzeug hat oder an welchem Ort der Lkw steht. Der besondere Mehrwert der 3-D-Drucktechnologie liegt darin, dass sie die Schnelligkeit und Flexibilität, vor allem in der Produktion von Ersatz- und Sonderteilen beträchtlich erhöht. Das bietet uns völlig neue Möglichkeiten, unseren Kunden auch lange nach Serienauslauf Ersatzteile schnell und zu weiterhin attraktiven Preisen zu bieten“, fasst Deuschle zusammen. Künftig könnte der 3-D-Metalldruck eine dezentralisierte und somit erheblich beschleunigte Produktion direkt vor Ort in den weltweiten Mercedes-Benz Produktionsstandorten erlauben. Dies würde die Ersatzteilverfügbarkeit nochmals optimieren: kostspielige Lagerhaltung und damit verbundene aufwendige Transportprozesse werden überflüssig, die Lieferzeit zum Kunden weiter verkürzt.

Die neue Thermostatabdeckung ist ein Beispiel für die wirtschaftliche Ersatz- und Sonderteilproduktion in Top-Qualität, die der Einsatz des 3-D-Druckverfahrens für hoch belastbare Metallbauteile aus einer Aluminium-Spritzgusslegierung erlaubt. Das nur in geringen Stückzahlen nachgefragte Ersatzteil kommt in älteren Lkw und Unimog zum Einsatz, deren Produktion bereits vor rund 15 Jahren ausgelaufen ist. Dieses Beispiel zeigt, dass Customer Services & Parts die Herstellung von Bauteilen, die nicht mehr in aktuellen Serienfahrzeugen verbaut oder nur in kleinsten Auflagen als Kundensonderwunsch produziert werden, zu vertretbaren Kosten realisieren und anbieten kann. Durch die fortschreitende Digitalisierung können selbst hochspezifische Bauteile aus Metall auch noch nach vielen Jahren bei Mercedes-Benz Lkw bestellt und auf Abruf weltweit geliefert werden: schnell, wirtschaftlich, in entsprechender Stückzahl sowie in einer stets gleichbleibenden Original-Herstellerqualität. Im Vergleich zum selektiven Lasersintern (SLS) im Kunststoffbereich kommt beim 3D-Druck metallischer Bauteile das selektive Laserschmelzen (Selective Laser Melting, kurz: SLM) zum Einsatz. Dabei wird beispielsweise im Fall der Thermostatabdeckung der pulverförmige Aluminium-Silizium-Werkstoff (ALSi10Mg) in einzelnen Schichten aufgetragen und von einer Energiequelle — in der Regel durch einen oder mehrere Laser — verschmolzen. Nach der Vollendung einer Schicht wird automatisch eine neue Pulverschicht aufgetragen, und der Verschmelzungsprozess beginnt erneut. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur Fertigstellung eines hochfesten dreidimensionalen Aluminium-Metallteils, das sich auch für den Einsatz in hohen Temperaturbereichen eignet. Durch den schichtweisen Aufbau ergeben sich zudem Gestaltungs-freiheiten, die keine andere Produktionsmethode bietet.

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