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Frisch gedruckt

14.02.2018 09:08

Porsche fertigt erste Ersatzteile mit Lasercusing

Selten nachgefragte Teile wie etwa dieser Winkel für die Wärmetauscher am Porsche 356 legt Porsche nun im 3D-Druck-Verfahren wieder auf. Foto: Porsche
Selten nachgefragte Teile wie etwa dieser Winkel für die Wärmetauscher am Porsche 356 legt Porsche nun im 3D-Druck-Verfahren wieder auf. Foto: Porsche

Porsche Classic hat begonnen, die ersten Ersatzteile im 3D-Druck-Verfahren aufzulegen. Das eröffnet Besitzern von Oldtimern völlig neue Perspektiven. Denn im Prinzip können nun viele Dinge nachgefertigt werden, für die sich aufgrund geringer Stückzahlen eine Neuauflage nicht lohnte. Neun Ersatzteile aus dem Sortiment werden mit diesem ungewöhnlichen Verfahren hergestellt.

Laser-Cusing, oder 3D-Druck, ist kein neues Verfahren. Seit etwa 10 Jahren werden mit diesem System zum Beispiel Bauteile für Flugzeuge hergestellt. Wie bei einem Baumkuchen werden dünne Schichten aus Metall oder Plastik durch einen Laser miteinander verschmolzen. Teilweise kann man damit Geometrien abbilden, die mit normalen Gussverfahren nicht darstellbar sind. Zudem hat sich gezeigt: Durch ihre hohe Homogenität ist die Qualität dieser Werkstoffe oft höher als beim Original.

Hohe Homogenität

Inzwischen wurden für den VW-Konzern mit solchen Geräten testweise ganze Motorblöcke produziert. Weil die Güte deutlich höher war, konnte man den VR6-Block bei identischen Maßen aus Alu statt aus Grauguss fertigen und so etwa 20 Kilo Gewicht sparen. Auch für die Serienfertigung werden 3D-Drucker inzwischen teilweise verwendet, weil sie immer schneller werden und es eine größere Auswahl von Legierungen gibt.

Das Sortiment von Porsche Classic umfasst rund 52.000 Teile. Ist ein bestimmtes Ersatzteil nicht mehr auf Lager oder geht der Bestand zur Neige, wird es bisher mit den Originalwerkzeugen nachgefertigt. Bei größeren Stückzahlen kommt auch die Produktion mit neuen Werkzeugen in Frage. Doch eine Nachfertigung von kleinen Mengen mit neuen Werkzeugen wäre meist unwirtschaftlich.

Auch Teile aus Plastik, wie dieser Spiegelfuß für einen 911 Speedster, lassen sich so produzieren. Foto: PorscheDie kontinuierlich steigende Qualität der sogenannten additiven Herstellungsverfahren bei tendenziell sinkenden Kosten bietet für die Fertigung kleiner Stückzahlen eine wirtschaftliche Alternative. Beispielsweise für den Ausrückhebel für die Kupplung des Porsche 959, der nicht mehr verfügbar ist. Das Bauteil aus Grauguss unterliegt sehr hohen qualitativen Anforderungen, wird aber – nicht zuletzt aufgrund der mit nur 292 Stück geringen Produktionszahl des Supersportwagens – selten benötigt. Als Fertigungsverfahren kam nur das selektive Laserschmelzen in Frage. Für den Ausrückhebel wird pulverförmiger Werkzeugstahl computergesteuert in einer weniger als 0,1 Millimeter dünnen Schicht auf eine Bearbeitungsplatte aufgetragen. Ein energiereicher Lichtstrahl schmilzt das Pulver an den gewünschten Stellen unter einer Schutzgasatmosphäre zu einer Stahlschicht. So entsteht Schicht für Schicht das komplette dreidimensionale Bauteil.

Sowohl die Druckprüfung mit einer Belastung von knapp drei Tonnen als auch die anschließende tomographische Untersuchung auf innere Fehler absolviert der Ausrückhebel mit Bravour. Auch die Praxistests mit Einbau in ein Versuchsfahrzeug und ausgiebigen Fahrversuchen bestätigen die einwandfreie Qualität und Funktion.

Aus Stahl und Plastik

Aufgrund dieser Erfahrungen fertigt Porsche aktuell nun acht weitere Teile im 3D-Druck. Es handelt sich um Stahl- und Leichtmetallteile, die mit Hilfe des selektiven Laserschmelzens entstehen, und um Komponenten aus Kunststoff, die per SLS-Drucker hergestellt werden. SLS steht für selektives Lasersintern, bei dem der Werkstoff bis knapp unter den Schmelzpunkt erhitzt und die Restenergie durch einen Laser aufgebracht wird, um das Kunststoffpulver an dieser Stelle selektiv aufzuschmelzen.

Porsche Classic prüft derzeit für weitere 20 Bauteile, ob sich für deren Fertigung der 3D-Druck eignet. Die Vorteile: dreidimensionale Konstruktionsdaten oder ein 3D-Scan des Bauteils genügen als Ausgangsbasis für die Produktion. Die Komponenten sind bei Bedarf auf Abruf herstellbar, damit entfallen Werkzeug- und Lagerkosten.

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