Automotiv Der Motor aus dem 3D-Drucker

Ein Automobilzulieferer hat einen voll funktionsfähigen Zylinderblock hergestellt, der komplett aus dem 3D-Drucker kommt. Er bestand den Praxistest auf dem Volkswagen-Prüfstand und soll deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Prototypen haben.

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Mit dem rund 25 kg schweren Bauteil wurde erstmals das Herzstück eines Motors im 3D-Druck-Verfahren hergestellt. Den Zylinderblock, auch Zylinderkurbelgehäuse genannt, für einen VR6-Motor baute die Robert Hofmann GmbH bereits zum Jahreswechsel 2014/15 für Volkswagen. In einen Motor verbaut, hat das Zylinderkurbelgehäuse nun auch den Praxistest auf einem Prüfstand von Volkswagen bestanden.

Der Zylinderblock ist nahezu identisch zu einem existierenden Serien-Zylinderkurbelgehäus des Automobilisten. Im Gegensatz zu diesem aus GJL-250 Gusseisen gegossenen Produkt besteht das Modell aus dem 3D-Drucker aus dem leichteren Werkstoff Aluminium. Ohne aufwändige Neukonstruktion konnten für den Prototyp die CAD-Daten des gusseisernen Zylinderblocks verwendet werden.

Wenig Porosität und kaum Abweichungen

Ein Vorteil des gedruckten Zylinderblocks ist die präzise Fertigung. Die Ingenieure von Volkswagen führten umfangreiche metallurgische und geometrische Prüfungen durch. Dabei wurden auch mit einem Computertomograph innen liegende Geometrien geprüft, wie etwa der Wassermantel um die Zylinderrohre. Es zeigte sich, dass der gedruckte Zylinderblock geringe Porosität und signifikant geringere Verzüge und Abweichungen von der Sollgeometrie hat, als vergleichbare gegossene Bauteile.

Dass der Zylinderblock auch im befeuerten Motor problemlos funktioniert, ist für Robert Hofmann GmbH ein großer Erfolg. „Als Volkswagen auf uns mit der Idee zukam, einen kompletten Zylinderblock im 3D-Drucker zu bauen, waren wir im ersten Moment schon etwas skeptisch“, sagt Michael Dinkel, der das Projekt leitet. Volkswagen wollte das Potenzial der 3D-Druck-Technologie untersuchen und überzeugte die für ihre innovativen Lösungen bekannten Modellbauer aus Lichtenfels, den Versuch zu wagen.

In 300 Stunden fertig

Das Zylinderkurbelgehäuse ist das bisher größte einzelne Bauteil, das die Robert Hofmann GmbH im 3D-Druck-Verfahren hergestellt hat. 300 Stunden brauchte die X 1000 R von Concept Laser für den 25 kg schweren Zylinderblock. Damit war die Arbeit aber noch nicht getan. Für die Nachbearbeitung des Blocks musste der Hersteller noch einmal seine ganze Erfahrung in die Waagschale werfen. Vor allem die Reinigung und das Entfernen von Stützstrukturen stellten sich als Herausforderungen heraus.

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