3D-Druck: Auto-Ersatzteile selbst gemacht

06.10.2020
Ersatzteile aus dem 3D-Drucker werden immer populärer. Manchmal sind sie die letzte Rettung, etwa wenn es um die Restauration von Oldtimern geht. Doch nicht alles lässt sich drucken.
Oben die gebrochene Vorderradaufnahme eines Panther-Bobby-Mofas aus den 1950er Jahre. Darunter das gedruckte Ersatzteil aus Edelstahl. Foto: Oldtimerparts Leipzig/oldtimerparts.de/dpa-tmn
Oben die gebrochene Vorderradaufnahme eines Panther-Bobby-Mofas aus den 1950er Jahre. Darunter das gedruckte Ersatzteil aus Edelstahl. Foto: Oldtimerparts Leipzig/oldtimerparts.de/dpa-tmn

Leipzig (dpa/tmn) - Ein abgebrochener Kunststoffhebel, ein poröser Schalter oder das ausgenudelte Zahnrad für den Scheibenwischermotor: Manche Ersatzteile gibt es weder für Geld noch für gute Worte. Da hilft nur eine Einzelanfertigung. Doch Bauteile in geringer Stückzahl sind meist teuer. Damit sie entstehen können, muss unter Umständen extra ein Werkzeug angefertigt werden.

Anders verhält es sich bei Teilen aus 3D-Druckern oder aus direkten Metall-Lasersintern (DMLS),die auch als additive Verfahren bezeichnet werden. «Gedruckte Teile rentieren sich bei kleinen Stückzahlen oder auch einem Einzelstück, da keine teuren Initialkosten für das Werkzeug entstehen», erklärt Philip Kalaydjiev, der in Leipzig ein Start-up für Autoteile-Druck gegründet hat.

«In der Regel schicken uns Kunden ein altes Ersatzteil, häufig ein defektes, verschlissenes oder spiegelverkehrtes, und wir erstellen einen digitalen 3D-Scan für den späteren Druck», erklärt Kalaydjiev. Kunden seien zum einen Oldtimersammler und Hobbyschrauber, aber auch professionelle Werkstätten und Händler, die Ersatzteile in größerer Stückzahl anfertigen lassen.

Viele Werkstoffe sind druckbar

Teile lassen sich aus Gummi, Kunststoff, Werkzeugstahl, Edelstahl und Aluminiumlegierungen drucken. «Ersatzteile aus einem Werkstoff sind gut zu drucken, auch Hülsen oder Gewinde lassen sich anschließend in den Werkstoff schneiden. Bei Hybridkomponenten aus verschiedenen Werkstoffen gelangt ein Drucker aber an seine Grenzen, alles ist noch nicht produzierbar», sagt Kalaydjiev. Die Festigkeit lasse sich durch Schichtdicke und Materialgüte steuern, damit das Ergebnis gleichwertig mit Teilen aus konventionellen Fertigungsverfahren ist.

Der Preis pro Werkstück richtet sich nach der Geometrie des Bauteils und dem Volumen. «Je komplexer ein Teil ist, umso aufwändiger ist die Erstellung des 3D-Modells. Je dicker das Teil ist, je mehr Werkstoff wird aufgetragen und der Druck dauert dementsprechend länger», sagt Kalaydjiev. Ein kleines Zahnrädchen der Tachowelle eines historischen Opel Kadetts koste beispielsweise 20 Euro, und eine Stunde Digitalisierung kostet zwischen 40 und 80 Euro.

Gut für geometrisch komplexe Teile

Gedruckte Teile eigneten sich gut für geometrisch komplexe Teile mit Radien, Gittern oder Löchern, meint Dirk Bähre, Fertigungstechnik-Professor an der Universität des Saarlandes. «Bei sehr präzisen Bauteilen wie im Antriebsstrang stoßen Drucke an ihre Grenzen. An tragenden und sicherheitsrelevanten Stellen dürfen gedruckte Teile nicht verwendet werden», erklärt er. Es sei denn, Hersteller haben diese Produktionsform klassifiziert und freigegeben.

Im Hobby- und Privatbereich hält Prof. Bähre 3D-Kunststoffdruck aber durchaus für interessant. «Damit lassen sich kleine Gegenstände, Verzierungen oder Reparatur-Ausbesserungen drucken, die nicht sicherheitsrelevant sind», sagt der Experte.

Hersteller wie BMW, Bugatti, Mini, McLaren, Porsche oder Seat setzen schon bei Neuwagen auf Bauteile aus dem 3D-Drucker. Porsche stellt so etwa Kolben für den 911 GT 2 RS her, Bugatti eine Auspuffblende für den Supersportwagen Chiron. Und BMW hat kürzlich einen Campus für das Druckverfahren eröffnet und 15 Millionen Euro investiert.

Gedruckte Kleinserien sind wirtschaftlich

Auch Jan Dannenberg von der Beratungsfirma Berylls Strategy Advisors sieht bei der 3D-Druck-Fertigung mehrere Vorteile: «Komponenten bis etwa 500 Stück entstehen im 3D-Druck-Verfahren wirtschaftlich, da dafür keine eigenen Formen oder Werkzeuge hergestellt werden müssen. Erst bei einer höheren Stückzahl besitzen herkömmliche Verfahren wie Spritzguss- oder Aluminiumgussverfahren einen Kostenvorteil.»

Häufig werden gedruckte Teile deshalb bei Prototypen, Kleinserien und als Baumuster verwendet oder zur Individualisierung, erklärt Dannenberg. Außerdem lassen sich verschiedene Geometrien und Funktionen integrieren, die eine hohe Stabilität auf kleinem Raum und damit eine hohe Last bei geringem Materialeinsatz bieten.

Erst die nächste Generation von 3D-Druckern wird nach Meinung von Jan Dannenberg aber in der Lage sein, schneller, bei hohen Stückzahlen wirtschaftlicher und auch größere Bauteile zu drucken. Dann werde die heute noch exotische Produktion zum Standard. Nicht nur für einen alten, abgebrochenen Innenspiegel oder einen verblichenen Schalter.

© dpa-infocom, dpa:201005-99-831872/2


Verfasser: dpa-infocom GmbH

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