AUTOTEILE AUS DEM 3D-DRUCKER FÜR SOLAR-AUTOS

3D-gedruckte Autoteile helfen Ingenieuren, schnell Prototypen von Solarautos zu bauen. Damit beschleunigen sie die Forschung, um Alternativen für fossile Kraftstoffe zu finden.

Der explosionsartig wachsende Trend zu Elektrofahrzeugen (EVs) macht den Weg frei für neue Methoden der Energieerzeugung. Weg von begrenzten, teuren und umweltschädlichen Ressourcen.

Da Strom immer noch größtenteils aus fossilen Brennstoffen wie Kohle und Erdgas erzeugt wird, bremst die Energieerzeugung die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks von Elektrofahrzeugen.

Glücklicherweise verspricht die laufende Forschung an Autos mit integrierten Solarzellen neue Möglichkeiten bei Umweltschutz, Energieunabhängigkeit und dem ungehinderten Zugang zu Strom und Mobilität auf der ganzen Welt.

3D Printed Car Parts - Solar Car
Konzeptdarstellung des Solarautos Archimede von Futuro Solare für den Privatgebrauch

Angespornt durch globale Events wie das internationale Solarautorennen in Australien, die Bridgestone World Solar Challenge, arbeiten Ingenieure an Fahrzeugen mit integrierten Solarpanels.

BigRep und andere Sponsoren stellen den Forschern die Mittel zur Verfügung, um Solarautos zu konstruieren und zu testen, die an diesen Rennen teilnehmen. Die Fahrzeuge und ihr Konstruktionsprozess werden zwar für diese öffentlichen Veranstaltungen konstruiert, dienen jedoch dazu, die Forschung im Bereich der Solarfahrzeuge voranzutreiben. Das Ziel ist dabei immer diese Technologie für normale Verbraucher verfügbar zu machen.

Für einige Teams spielen die Industrie-3D-Drucker von BigRep eine wichtige Rolle bei der Entwicklung. Der fehlende Zugang zu teuren traditionellen Fertigungstechnologien stellt für die kleinen Teams, die an Solarfahrzeugen arbeiten, ein großes Hindernis dar. Glücklicherweise lässt sich die additive Fertigung leicht für die Herstellung von funktionellen Vorrichtungen, Prototypen und anderen 3D-gedruckten Autoteilen einsetzen.

3D-gedruckte Autoteile: Hitzebeständige Batteriehalterungen für Futuro Solare

Bei Futuro Solare, einem italienisch-sizilianischen Team von Ingenieuren und Solarfahrzeug-Enthusiasten, widmen sie sich der Aufgabe, fossile Brennstoffe aus dem Alltag zu verbannen. Wie viele andere Institutionen arbeiten sie auf dieses Ziel hin, indem sie solarbetriebene Fahrzeuge entwickeln.

3D Printed Car Parts: Battery Frame
Der Solarrennwagen Archimede 1 von Futuro Solare

Als die Gruppe mehrere Halterungen für den Batterieblock ihres Solarautos benötigte, steckte sie bei der Beschaffung in einem komplizierten Dilemma. Da ihr Rennwagen vollständig maßgeschneidert ist, gibt es auf dem Markt keine fertigen Bauteile zu kaufen. Schlimmer noch, da sich das Prototypen-Fahrzeug ständig verändert, besteht eine gute Chance, dass das Team bald eine weitere Überarbeitung der Vorrichtung benötigt: teure, speziell gefräste Vorrichtungen müssten komplett ersetzt werden. Das Team brauchte eine maßgeschneiderte Lösung, die erschwinglich und leicht ist. Was am wichtigsten ist, die Halterung muss der Hitze widerstehen können, die der Batterieblock oder andere Komponenten abgeben.

Futuro Solare wandte sich an NOWLAB, das Innovationslabor von BigRep, um geeignete Vorrichtungen aus einem hitzebeständigen Material, das ihren Anforderungen entspricht, in 3D zu drucken. BigReps HI-TEMP-Filament - ein erschwingliches Bio-Polymer, das in der Lage ist, Temperaturen bis zu 115 ˚C standzuhalten - war die perfekte Lösung. Die Vorrichtung wurde gedruckt und in Futuro Solares aktuelles Solarauto eingebaut. Sie wurde seitdem iimer wieder schnell und einfach aktualisiert, um sich an das ständig weiterentwickelnde Design anzupassen.

3D Printed Car Parts: Battery Frame
Printing battery block fixtures for Futuro Solare's Archimede.

Windkanal-Tests mit dem Team Sonnenwagen

Das Team Sonnenwagen, ein Solar-Rennteam der RWTH Aachen, bereitete sich auf sein zweites Jahr bei der World Solar Challenge vor. Nachdem die Ingenieure aus ihren Erfahrungen im Jahr 2017 gelernt hatten, wussten sie, wie wichtig es war, die Aerodynamik ihres Solar-Rennwagens vor dem Start des Rennens sorgfältig zu überprüfen. Leider war der Windkanal der Hochschule zu klein, um das Fahrzeug in Originalgröße zu testen. Das Team Sonnenwagen wandte sich an BigRep, um eine Lösung mittels additiver Fertigung zu finden.

Für das Team Sonnenwagen war es wichtig zu verstehen, wie sich das Fahrzeug angesichts der unterschiedlichen Kräfte, die bei einem Rennen auftreten, verhalten wird. Schließlich würde einer aus dem Team auf den Fahrersitz sitzen, um mit 140 km/h durch das australische Outback zu rasen. BigRep unterstützte das Team Sonnenwagen mit Hilfe unseres 3D-Druckservice - 3D PARTLAB.

Mit dem gewaltigen Bauvolumen unserer industriellen 3D-Drucker von einem Kubikmeter konnten wir ein perfektes Modell des Fahrzeugs im Maßstab 1:2,5 erstellen. In einem entsprechend verkleinerten Maßstab konnte das Team seine Konstruktion in den Windkanal der RWTH Aachen bringen und den Tests zur Vorbereitung auf das Rennen unterziehen. Mithilfe des Modells konnten sie den Abtrieb des Fahrzeugs validieren, den Luftwiderstand überprüfen und eine Vielzahl anderer aerodynamischer und Krafttests durchführen, die dem Team halfen, konkurrenzfähig und sicher zu bleiben.

3D Printed Car Prototype for Wind Tunnel Tests
Team Sonnenwagen uses smoke on their scaled solar racecar to asses the aerodynamics.

3D-gedruckte Autoteile lassen Solar-Autos wahr werden

Additive Fertigung spielt eine immer größere Rolle bei der Entwicklung von Spitzentechnologie. Solarbetriebene Fahrzeuge sind nur ein Beispiel für eine Technologie, die von kurzen Rapid-Prototyping-Zyklen, erschwinglichen maßstabsgetreuen Modellen und On-Demand-Lösungen in Industriequalität für Ersatzteile und Vorrichtungen profitiert.

Aufgrund der Möglichkeiten, die die großformatige additive Fertigung bietet, wie die industriellen 3D-Drucker von BigRep, verfügen innovative Forscher wie Futuro Solare und das Team Sonnenwagen über Ressourcen, die in dieser Größenordnung nie zuvor zugänglich waren. Mit ihnen war eine beschleunigte Forschung im Bereich der integrierten erneuerbaren Energien möglich. Damit kommen wir immer näher an zuverlässige solarbetriebene Fahrzeuge, die neue Maßstäbe in Sachen Umweltschutz und Energieunabhängigkeit auf der ganzen Welt setzen.

Erfahren Sie mehr über Additive Manufacturing

LEITFADEN ZUR INTEGRATION DER GROßFORMATIGEN ADDITIVEN FERTIGUNG

Das 3D-Drucken eines großen Bauteils in einem Stück bedeutet, dass weniger Zeit für die Durchführung mehrerer Druckaufträge oder den Zusammenbau kleinerer Teile aufgewendet werden muss und mehr Zeit dafür verwendet werden kann, diese Bauteile einzusetzen.

3D-GROßFORMATDRUCKER FÜR BILDUNG UND FORSCHUNG

Erfahren Sie, wie die Kingston University, die Helmut-Schmidt-Universität und andere Universitäten BigRep 3D-Drucker für ihren Unterricht und ihre Forschung einsetzen.

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