Der Rennwagen der TU Dresen wird elektrisch angetrieben und wurde mit verschiedenen Teilen aus dem 3D-Drucker ausgestattet. (Bild: German RepRap)
„Der Hauptteil unserer Tätigkeit besteht also aus Schrauben und basteln. Der 3D-Druck kommt uns da natürlich sehr gelegen, weil wir damit Bauteile äußerst flexibel an die verschiedenen Erfordernisse anpassen und Teile fertigen können, die sonst gar nicht möglich wären“, sagt Armin Bakkal, Verantwortlicher Sensors.
Man hat sich ganz bewusst für den 3D-Druck entschieden, um bezüglich Kreativität und Flexibilität unbegrenzt agieren zu können. Bakkal vergleicht die Arbeit mit dem Prototypenbau: „Im Prinzip betreiben wir bei dem Bau unseres Rennwagens Rapid Prototyping. Der 3D-Druck passt eben wunderbar ins Bild, weil er schnell, preiswert und flexibel ist. Die Druckqualität und die erreichbaren Toleranzen entsprechen voll den Anforderungen, die sich an 3D-Druck-Teile eines Formula-Student-Wagen stellen.“ Dazu gehören zum Beispiel Halterungen für Sensoren, Gehäuse für Platinen oder auch Armaturen am Armaturenbrett und vieles mehr.
Vorteile des 3D-Drucks
Der Umstieg auf den 3D-Druck hat viele Vorteile mit sich gebracht. Im Falle der Sensorhalterungen war vorher jedes Mal eine mechanische Lösung nötig. Dies stellte sich als sehr teuer, umständlich und unflexibel dar. Zusätzlich brachte dies einen großen Limitierungsfaktor bei Anzahl und Einsatz der Sensoren mit sich, denn jede Bohrung in einem tragenden Bauteil schwächt dessen Festigkeit.
Die Hightech-Teile aus dem 3D-Drucker kann man hingegen sehr unkompliziert an nahezu allen beliebigen Stellen anbringen und sind enorm zeitsparend in der Herstellung. Herr Bakkal ist begeistert: „Die Messung des Federwegs über Drehpotentiometer, wie wir es gerade realisieren, wäre ohne 3D-Drucker wahrscheinlich überhaupt nicht möglich gewesen. Man möge sich vorstellen, was es gekostet hätte solch ein Teil aus einem Block Alu zu fräsen!“
Ein weiteres interessantes Beispiel sind auch die Gehäuse für die Sensorplatinen. Dort ging die Reise des Elbflorace Vereins schon von eloxierten Metallgehäusen über Boxen, die aus Kohlefaser laminiert waren bis hin zum schlichten einschrumpfen in ganz viel Schrumpfschlauch. Die jetzigen 3D-gedruckten Gehäuse waren hingegen nicht nur bei der Fertigung mit weniger Aufwand verbunden, sie sind laut Herrn Bakkal auch die „funktionalsten, haltbarsten und am besten wartbaren Gehäuse von allen“.
Für die CFK-Gehäuse musste vor dem Einsatz des 3D-Druckers zunächst eine Form gebaut, die Fasern aufgetragen und anschließend im Autoklaven unter Vakuum ausgehärtet werden. Dies entspricht in der Umsetzung mindestens zwei vollen Arbeitstagen pro Box. Beim 3D-Druck wird hingegen das bereits vorhandene CAD-Modell genutzt. Die Datei dazu wird an den 3D-Drucker geschickt, welcher es innerhalb weniger Stunden fertigstellt. Anschließend ist das Teil einsatzbereit. Die TU Dresden verwendet für Ihre Arbeit mit dem German RepRap X400 vor allem das Material Carbon20, da sich dieses aufgrund der technischen Eigenschaften hervorragend eignet. Dieses ist mit 6,2 GPa sehr biegefest, hat eine geringe Bruchdehnung von ungefähr acht bis zehn Prozent und kann passgenau und verzugsarm verarbeitet werden. Die fertigen Teile sind damit sehr widerstandsfähig und robust.
Ende Juli hat das Formula Student Team der TU Dresden e.V. bereits den 1. Platz beim FSAE Rennen in Italien gewonnen und damit einen tollen Start in die Saison geliefert. Der Rennwagen wird auch vom 19. bis 21. September auf der Additive Manufacturing Expo in Luzern zu sehen sein, wobei am Montag, den 19. September ein exklusives Rennen geplant ist.
