Der 3D-Druck gab dem Designteam von DS Automobiles Gestaltungsfreiheit und wurde durch die Spartacus 3D-Experten und dem System Eos M 290 ermöglichte.
Die Anforderungen von DS Automobiles an die neue Edition
Das Projekt entstand, um im Rahmen einer limitierten Serie Optimierungen im Interieur des DS 3 umzusetzen. Die Bauteile mussten von bester Qualität sein, um den hohen Anforderungen des Premiumsegments gerecht zu werden. Von Beginn an sollte das Potenzial der additiven Fertigung in puncto Design voll ausgeschöpft werden.
Die AM-Technologie bot den Designern großen Gestaltungsspielraum. Da DS Automobiles Jahr für Jahr mehrere limitierte Serien des DS 3 herausgibt, ist diese Technologie für das individuelle Aussehen geeignet. Die Designer entschieden sich für Titan als Werkstoff.
Obwohl der 3D-Druck unter dem Begriff Rapid Prototyping bereits seit Jahren in der Automobilbranche eingesetzt wird, ist er für die Serienfertigung vergleichsweise neu.
Den richtigen Partner für den 3D-Druck finden
DS Automobiles musste deshalb einen Partner finden, der nicht nur über AM-Expertise verfügt, sondern auch die für das Teilevolumen nötige Produktionskapazität besitzt. Schließlich sollten etwa 700 Fahrzeuge weltweit ausgeliefert werden. Das Projekt war knapp terminiert, um die Produktionsplanung des Fahrzeugs sowie den Vermarktungszeitplan nicht zu gefährden.
Jede limitierte Serie hat ein festes Preisziel, so dass sich auch die additiv gefertigten Teile ins Budget einfügen mussten. Die Bauteilkosten für die ausgewählten Teile, die Zierleisten für die Türgriffe und den Autoschlüssel, mussten wirtschaftlich vertretbar sein.
Spartacus 3D, eine Tochtergesellschaft des französischen Konzerns Farinia (Materialumwandlung), erfüllte alle Anforderungen. Das Unternehmen setzt seit Jahren den 3D-Druck ein.
Der Eos M 290 und der Werkstoff Eos Titanium TI64 erfüllten neben den gestalterischen und qualitativen Vorgaben von DS Automobiles, auch Projektkapazitäten für die Fertigung und Nachbereitung.
Die Umsetzung des Designs
Das DS-Designteam setzte für die Gestaltung der Zierleisten und des Autoschlüssels ein parametrisches Design ein. Um den besten Kompromiss zwischen Qualität, Kosten und Design zu finden, begutachteten DS Automobiles und Spartacus 3D verschiedene Prototypen, die mittels der additiven Fertigung in nur einer Produktionscharge hergestellt werden konnten.
Das Team entschied sich für eine manuelle Politur, um die Oberfläche zu mattieren. Die Qualitätsabteilung definierte präzise Abnahmekriterien für Verzug, Oberflächenqualität (Porosität und Glanz) und Kantenbearbeitung.
Um die Kosten niedrig zu halten, optimierte Spartacus 3D die Bauteilfertigung. Einflussfaktoren hierfür sind: Orientierung der Teile im Bauraum, Auslegung der Stützstrukturen und der Fertigungsprozess selbst.
Bei der Verwendung von Titan kann das Bauteil während des Aufschmelzens eine Eigenspannung entwickeln. Bei einem langen dünnen Objekt, wie der Zierleiste der Türgriffe, kann das zu Verzug führen. Aufgrund der Kosten kam ein Entspannungsbrand nicht in Frage. Das Risiko musste durch spezifische Prozessparameter vermieden werden. Die Fertigung mehrerer Teile in einer Charge wirkte sich auf Stützstrukturen, Pulververbrauch, Nachbearbeitungszeit usw. positiv aus und verringerte die Kosten. Die AM-Expertise von Spartacus 3D reduzierte den Zeitaufwand für Produktentwicklung und Vermarktung. Durch die Auswahl des optimalen Werkstoffs wies das Bauteil die nötige Stabilität und – nach der Nachbearbeitung – die richtige Qualität auf.
Die Technologie von Eos zur schnellen Umsetzung des Projektes
„DS Automobiles bei diesem Projekt als Partner unterstützen zu können, war ein Privileg. Die Marke steht für zeitlose Eleganz und Know-how in der französischen Automobilbranche. Der Einsatz bei diesem Projekt zeigt, dass Spartacus 3D belastbare Produkte für die Serienfertigung anbieten kann. Mit den Eos-Systemen, die wir betreiben, sind wir in der Lage Bauteile von hoher Qualität zu produzieren“, freut sich Charles de Forges, Geschäftsführer von Spartacus 3D.
Mit Hilfe von Spartacus 3D konnte ein AM-Prozess entwickelt werden, der auf die Anforderungen von DS Automobiles zugeschnitten war. Das parametrische Design nutze die Möglichkeiten der Eos-Technologie: Das komplexe – aus zwei Teilen zusammengesetzte – Originaldesign konnte bei der additiven Fertigung fast eins zu eins übernommen werden. Durch eine gute Positionierung wurden gleich mehrere Einheiten auf einmal gefertigt, was die Produktionskosten minimierte.
Mittels Nachbearbeitung des Werkstoffs Eos Titanium TI64 wurde eine matte Oberfläche erreicht, die den Zierleisten und dem Autoschlüssel ihre Optik verlieh. Die kleinen Teile weisen durch ihr Design eine dreidimensionale Struktur aus.
Für die insgesamt 2000 Bauteile – pro Fahrzeug drei – waren etwa zehn Produktionsläufe nötig. Die Bauzeit belief sich auf circa 2000 Fertigungsstunden. Insgesamt nahm das Projekt von der Validierung des Designs durch DS bis hin zur Auslieferung der Bauteile nur wenige Wochen in Anspruch.
DS Automobiles überschritt mit diesem Projekt die Grenzen der traditionellen Fertigung. Dadurch sticht der DS 3 Dark Side aus dem Fahrzeugangebot hervor.
Durch die Erfahrung von Spartacus 3D und den Möglichkeiten, die die Eos-Technologie bietet, konnte DS Automobiles dieses Projekt in kürzester Zeit vollenden.
