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Die Index-Gruppe zählt mit ihren Marken ›Index‹ und ›Traub‹ zu den weltweit führenden Herstellern von CNC-Drehmaschinen. Mit sechs Produktionsstandorten und fünf internationalen Vertriebs- und Servicegesellschaften sowie 80 Vertretungen ist die Esslinger Unternehmensgruppe weltweit vertreten.






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Die Hydropneu GmbH produziert Hydraulikzylindern, Hydraulikaggregaten und hydraulische Steuerungen. Neben der Fertigung von Norm- und Standardzylindern ist die Konstruktion von maßgeschneiderten Hydraulik-Zylindern nach Kundenvorgaben ein Spezialgebiet des Unternehmens.






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Die Welt des Kaufmanns






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Die 3D-Welt von Blender






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Das Kerngeschäft der Paul Horn GmbH ist die Bearbeitung zwischen zwei Flanken – Schwerpunkt Einstechen – sowie von weiteren, hochtechnologischen Anwendungen, verbunden mit Kundennähe, hoher Produktqualität, Beratungskompetenz und Lieferbereitschaft.






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Vogt Ultrasonics ist seit 1983 ein Spezialist in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Das Unternehmen bietet hochleistungsfähige Ultraschallprüfsysteme und -geräte sowie alle zerstörungsfreien Prüfmethoden in Dienstleistung im eigene Prüfzentrum oder beim Kunden vor Ort.






Die Welt der Reisenden

Ob Urlaub, Messebesuch oder Reportage, es gibt viele Gründe, Hotels und Pensionen aufzusuchen. Gerade zur Messezeit sind viele Häuser jedoch total überteuert. Wir präsentieren günstige Geheimtipps.


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CO2: 25 bis 50 Prozent der Gebiete unserer Erde mit Pflanzenbewuchs sind während der letzten 33 Jahre grüner geworden
Biotreibstoff: Für die Maisfelder werden gewaltige Mengen Dünger, Pestizide und fossile Treibstoffe benötigt
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Tau Ceti: Lebensfreundliche Planeten um sonnennahen Stern entdeckt
Klarer Kopf: Schon 2007 erkannte Altkanzler Helmut Schmidt, dass der Mensch nicht hinter dem Klimawandel steckt
Nutzlos: Die Energiewende-Kosten sind sinnlos rausgeschmissenes Geld
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Reichweitenproblem: Umweltministerin legt Dienst-Tesla still
Trend: In den letzten 20 Jahren nahm die Windstärke an den meisten Orten Norddeutschlands leicht ab; der Ausbau der Windenergie kann dafür durchaus mit verantwortlich sein
Energiewendeproblem: Maisanbau für Biogasanlagen lässt Nitratbelastung im Grundwasser steigen
Gefährlich: KI-Experten warnen vor autonomem Kriegsgerät
Stromspeicher: Forscher entwickeln Superkondensator auf Graphenbasis
3D-Druck: Deutschlands Firmen gehören zur Weltspitze
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Sensation: Bisher genaueste Abbildung des 600 Lichtjahre entfernten Überriesens ›Antares‹ gelungen
Ernüchterung: Gibt es auf dem Mond doch kein Wasser?
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Tatsache: Die deutsche Bevölkerung atmet heute die beste Luft seit mindestens 100 Jahren
Sensation: Forscher haben auf Planeten des nur 40 Lichtjahren entfernten Sterns ›Trappist-1‹ Hinweise auf Wasser gefunden
Bestattung: Verstorbene könnten künftig auch aufgelöst statt verbrannt werden
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Radioblitze: Handelt es sich um Signale einer außerirdischen Zivilisation?
Robust: Rein mechanisch arbeitende Sonde soll auf der Venus landen
Antarktis: Vor 18.000 Jahren hat ein Vulkan ein Ozonloch verursacht
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Florence: Der an der Erde vorbeigeraste, 4.4 Kilometer messende Asteroid wird von zwei Monden begleitet
Elektro-Lufttaxi: Lilium sammelt frisches Kapital in Millionenhöhe ein
Fußspurenfund: Theorie der menschlichen Evolution wird infrage gestellt
Tunnelwunder: Die Römer bauten in Jordanien einen 106 Kilometer langen Stollen zur Wasserversorgung
Untergang: Die EZB schlachtet gerade die goldene Gans Deutschland






Neuer Ansatz zum Fahrzeugbau

Die Hersteller sind aktuell gefordert, die zunehmende Anzahl an Antriebskonzepten und Energiespeichersystemen in Fahrzeugstrukturen zu integrieren. Die Karosserien von morgen, speziell im Hinblick auf alternative Antriebssysteme, müssen nicht nur leichter, sondern vor allem hochflexibel konzipiert werden. Die Folge ist eine steigende Anzahl an Fahrzeugderivaten, die nach anpassungsfähigen und wirtschaftlich zu fertigenden Karosseriekonzepten verlangen. Die additive Fertigung könnte in absehbarer Zeit ganz neue denkbare Wege offerieren.


Die Konzeptstudie ›Light Cocoon‹ ist ein kompakter Sportwagen mit einer bionisch gestalteten und generativ hergestellten Fahrzeugstruktur, überzogen mit einer Außenhaut aus wetterbeständigem Textil. Das Fahrzeug soll aus Designersicht polarisieren und bricht bestehende Denkmuster in der Fahrzeugkonzeption auf. Die Karosseriestruktur greift bionische Muster auf und überführt in eine leichte Karosseriestruktur. Ein Concept Car, das nachhaltige Wege aufzeigt und gleichzeitig das technologische Potenzial der additiven Fertigung verkörpert.

In einem Gemeinschaftsprojekt zeigten die EDAG Engineering GmbH, die Laser Zentrum Nord GmbH, die Concept Laser GmbH und die BLM Group mit dem bionisch optimierten, hybrid gefertigten Spaceframe eine neue Perspektive auf, wie ein wandelbares und flexibel zu fertigendes Karosseriekonzept realisiert werden kann, um die zunehmende Fahrzeugvarianz durch die Vielzahl von Antriebsvarianten und Laststufen beherrschbar zu machen. Kombiniert werden generativ hergestellte Karosserieknoten und intelligent bearbeitete Profile.

Die Knoten können dank generativer Fertigung hochflexibel und multifunktional gestaltet werden, um unterschiedliche Fahrzeugvarianten ohne zusätzliche Werkzeug-, Betriebsmittel- und Anlaufkosten „On demand“ produzieren zu können. Als Verbindungselemente dienen Profile aus Stahl. Auch diese können durch unterschiedliche Wandstärken und Geometrien problemlos individuell und einfach den vorgegebenen Laststufen angepasst werden.

Kluge Kombination

Beim Nextgen-Spaceframe handelt es sich um eine Kombination von generativ gefertigten 3D-Knoten und intelligent bearbeiteten Profilen aus Stahl. Die Knoten können vor Ort für die jeweilige Variante ›Just in Sequence‹ hergestellt werden, ebenso wie die Profile, die zunächst durch 3D-Biegen und anschließend durch 2D- und 3D-Laserschneidverfahren in die gewünschte Form und Länge gebracht werden. Im Fokus steht das Fügen einzelner Bauteile zu einer Hybridstruktur, um topologieoptimierte Strukturen herzustellen, wie sie aktuell noch nicht möglich sind. Zum Einsatz kommt das Laserschweißen, das sich durch filigrane Schweißnähte und geringe Wärmeeinbringung auszeichnet.

Geschweißt werden die Bauteile mittels Kehlnaht am Überlappstoß. Geometrische Grundlage hierfür, ist die komplett umlaufende Einschuhung der Profile, die durch 3D-Vermessung der Profile „On demand“ mittels additiver Fertigung angefertigt wird. Diese Verbindung ermöglicht das umlaufende Schweißen für eine große Anbindungslänge bei einer gleichzeitig guten Vorpositionierung der Bauteile. Die Profile werden automatisch durch den Knoten ausgerichtet und fixiert. Genutzt wird ein Scheibenlaser mit robotergeführter Optik. Zudem sind die angewandten Lasertechniken zur Herstellung von Profilen und Knoten in der Montage hochgradig automatisierbar.

Das Konzept bietet in Bezug auf die Kostenstruktur der Fertigung und einer möglichen Zeiteinsparung hohe Potenziale. Die additiv gefertigten Knoten können entsprechend jeder Laststufe durchzusätzliche versteifende Elemente im Fall hoher Lastanforderungen angepasst werden. Damit wird jede Variante gewichts- und funktionsoptimal ausgeführt. Die Hybridbauweise überbrückt mit den Profilen die geforderten Distanzen der Struktur, während die Knoten zur Verbindung der Profile dienen. Beide Elemente wurden im CAE/CAD optimiert und gewährleisten die geforderten Anforderungen einer Karosseriestruktur.

Spezialisten am Werk

Im vorliegenden Fall übernahm die EDAG Engineering GmbH neben der koordinierenden Funktion die Erarbeitung und Optimierung des Spaceframe-Konzeptes, die Laser Zentrum Nord GmbH das Laserschweißen, die BLM Group das 3D-Biegen und Laserschneiden und die Concept Laser GmbH die additive Fertigung der Knoten. Nur das interdisziplinäre Zusammenspiel der sich ergänzenden Partner und die hohe Kompetenz der einzelnen Technologiespezialisten in ihren Fachdisziplinen erlaubte die erfolgreiche Umsetzung des Projektes.

Der Lasercusing-Prozess von Concept Laser generiert Bauteile schichtweise direkt aus 3D-CAD-Daten. Die Methode erlaubt die Produktion von komplexen geometrischen Bauteilen ohne Werkzeug. Es können Bauteile erzeugt werden, die mit konventioneller Herstellung nur sehr schwierig oder unmöglich zu fertigen sind. Bei dieser Konzeption können die Knoten im konventionellen Stahlguss nicht hergestellt werden. Um einen fehlerfreien Aufbau sicherstellen zu können, ist an Flächen mit einem Winkel kleiner 45 Grad zur Bauplattform eine Supportstruktur vorzusehen. Neben einer reinen Stützfunktion nimmt der Support vor allem Eigenspannungen auf und verhindert einen Verzug der Bauteile. Wegen der komplexen Knotengeometrie ist eine saubere Supportaufbereitung die Grundlage einer erfolgreichen Produktion.

Nach der Supportaufbereitung wird das Bauteil virtuell in einzelne Schichten geschnitten. Nach dem Datentransfer auf die Lasercusing-Anlage werden die entsprechenden Prozessparameter zugewiesen, und der Bauprozess wird gestartet. Gefertigt wurden die Knoten auf einer ›X line 1000R‹-Anlage von Concept Laser, die den entsprechenden Bauraum für solche Projekte aufweist und mit einem 1kW-Laser arbeitet. Einen größeren Bauraum beim pulverbettbasierten Laserschmelzen mit Metallen weist nur die neue ›X line 2000R‹ aus, die zudem mit zwei 1kW-Lasern ausgestattet ist.

Lastgerechte Teile

Das Spaceframe-Konzept vereint die Vorteile des 3D-Drucks, wie Flexibilität und Leichtbaupotenzial, mit der Wirtschaftlichkeit bewährter konventioneller Profilbauweisen. In beiden Technologien spielt der Laser die zentrale Rolle. Die topologieoptimierten Knoten ermöglichen einen derzeit maximalen Leichtbau und einen hohen Grad an Funktionsintegration. Sowohl die Knoten als auch die Profile können ohne Zusatzaufwand auf neue Geometrien und Lastanforderungen angepasst werden.

Sie bieten so die Möglichkeit, jedes einzelne Teil laststufengerecht auszulegen, und nicht wie bisher, die Dimensionierung der Bauteile an der größten Motorisierung beziehungsweise Laststufe auszurichten. Der Grundgedanke ist also eine Knoten-Profil-Bauweise, die optimal auf die Anforderung der Modellvariante abgestimmt werden kann. Das Ergebnis zeigt eine lastpfadoptimierte Spaceframe-Struktur. Durch den Einsatz vorrichtungs- und werkzeugarmer Verfahren können zukünftig alle Karosserievarianten wirtschaftlich und mit höchstmöglicher Flexibilität gefertigt werden.

 

Mehr Informationen:

Kontakt  Herstellerinfo 
CONCEPT Laser GmbH
An der Zeil 8
96215 Lichtenfels
Tel.: +49 (0) 9571 / 949-238
Fax: +49 (0) 9571 / 949-239
E-Mail: info@concept-laser.de
www.concept-laser.de
 

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