Werkzeuge aus dem 3D-Drucker

23.08.2014

Bei Opel kommen schon jetzt 40 Montagewerkzeuge aus dem 3D-Drucker

Montagewerkzeuge aus dem 3D-Drucker für die Produktion des Adam Rocks.
Bei der Produktion des Adam Rocks nutzen die Autobauer beispielsweise eine per 3D-Drucker gefertigte Montagelehre zum leichteren Anbringen des Fahrzeug-Schriftzugs an den hinteren Seitenscheiben. Fotos: Opel

Es klingt noch nach Zukunftsmusik, doch im Arbeitsalltag bei Opel ist es längst Realität. Montagewerkzeuge aus dem 3D-Drucker werden im Produktionsprozess immer wichtiger. Das sechsköpfige Team um Virtual Simulation Engineer Sascha Holl druckt in Rüsselsheim Montagehilfen aus Kunststoff, die europaweit in der Fertigung genutzt werden sollen.

Die in der Produktion schnell herstellbaren Hilfsmittel für die Montage des Adan und des neuen Adam Rocks kommen bereits in Eisenach zum Einsatz. Die Opel-Experten prophezeien den Elementen aus dem Drucker eine zunehmende Rolle. „In Zukunft werden immer mehr 3D-Montagewerkzeuge in den Produktionsprozess integriert werden“, sagt Sascha Holl.

Bei der Produktion des Adam Rocks, der im September auf den Markt kommt, nutzen die Eisenacher Autobauer beispielsweise eine per 3D-Drucker gefertigte Montagelehre – also eine vorgegebene, feste Form – zum Anbringen des Fahrzeug-Schriftzugs an den hinteren Seitenscheiben. An der Windschutzscheibe kommt zudem eine gedruckte Einführhilfe zum Einsatz, die deren Montage vereinfacht und dabei hilft, sie exakt auszurichten. Weitere Werkzeuge aus dem Drucker dienen etwa dazu, die Chrom-Trittleiste an den Türen zu kleben und das serienmäßige Swing Top Stoff-Faltdach anzubringen. Insgesamt werden in Eisenach bereits rund 40 solcher Montagehilfen und ‑lehren eingesetzt.

Die neuen Arbeitsmittel wurden bereits in der Entwicklungsphase des Fahrzeugs am Computer entworfen. „Das ermöglicht uns eine schnelle Anpassung der Teile. Ändert sich etwas am Fahrzeug, können wir mit ein paar Klicks auch das Werkzeug umformen“, erklärt Sascha Holl. „Das 3D-Druckverfahren ermöglicht uns, jede erdenkliche Form und Kontur herzustellen, wir müssen hier keine Einschränkungen wie bei der konventionellen Fertigungstechnik hinnehmen.“

Nur was die maximale Größe der herstellbaren Teile angeht, muss das Virtual Engineering Team in Rüsselsheim in die Trickkiste greifen: Durch eine ausgeklügelte Verbindungstechnik mehrerer kleiner Elemente ist es möglich, auch größere Teile anzufertigen. Beispielsweise eine Montagehilfe für Seitenschweller oder Heckspoiler.

Beim 3D-Druck wird Kunststoff geschmolzen und die zu druckenden Teile schichtweise aufgebaut. Jede Lage ist einen 1/4 Millimeter dick; der Kunststoff ist leicht, robust und vielseitig einsetzbar. Hohlräume oder Überhänge werden vollautomatisch von der 3D-Software mit einem Füllmaterial ausgekleidet, das später in einer Art Spülmaschine weggewaschen wird. „Das ist vergleichbar mit dem Brücken- oder Balkonbau“, erklärt Holl. „Auch hier müssen hoch- oder vorstehende Elemente unterbaut und abgestützt werden, bis alles ausgehärtet ist. Erst dann wird das Traggerüst entfernt.“

Bisher wurden die in geringer Stückzahl in der Fertig- und Endmontage benötigten Montagelehren mit einer gefrästen Negativform und Harz aufwendig per Hand hergestellt. Dank des 3D-Drucks reduzieren sich bei solchen Hilfsmitteln nun die Fertigungskosten deutlich. Außerdem sind die gedruckten Arbeitsgeräte bereits nach rund acht Stunden einsatzbereit und um bis zu 70 Prozent leichter. Weiterer Vorteil: Die Hilfsmittel können mechanisch und chemisch bearbeitet, also beispielsweise gebohrt, gefräst, geschmirgelt, lackiert, geklebt oder mit verschiedenen Materialien verbunden und kombiniert werden. „Wir können die Werkzeuge sowohl auf die jeweilige Montagesituation, als auch anwendergerecht auf den Fertigungsmechaniker abstimmen“, erklärt Holl. So ist etwa eine ergonomische Anpassung in einigen Minuten am PC vorgenommen.

Mittlerweile profitieren auch der Insignia und das Cabriolet Cascada von den Werkzeugen aus dem 3D-Drucker. Die Anwendung soll sukzessive auf weitere Opel-Modelle ausgeweitet werden. Unter anderem werden im neuen Corsa, dem Vivaro und dem Mokka, der ab der zweiten Jahreshälfte in Saragossa vom Band rollt, Hilfsmittel aus dem 3D-Printer Einsatz finden. Damit will Opel auf diesem Gebiet eine führende Rolle im GM-Konzern spielen.

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