Stratasys Blog
Porsche 911 using parts enabled by Stratasys FDM-based 3D printing

3D-gedruckte lösliche Kerne lassen Porsche schnurren!

Porsche 911 using parts enabled by Stratasys  FDM-based 3D printing
Porsche 911 mit Teilen, die durch Stratasys’
FDM 3D-Druck ermöglicht wurden

Die Reputation von Champion Motorsport beruht auf beeindruckenden Siegen bei Autorennen. Exakt diese Siegertechnologie ist nun in einer Aftermarket-Leistungsproduktlinie für Porsche-Wagen erhältlich, darunter Turbo-Ansaugrohre für den 997 alias Porsche 911. Während die konventionelle Fertigung Champion gezwungen hätte entweder die Luftströmung oder die Ästhetik zu opfern, mussten dank der Verwendung 3D-gedruckter löslicher Formen keine Kompromisse eingegangen werden. Ermöglicht wurde dieser Gewinn durch 3D-Drucker von Stratasys.

Composite turbo inlet duct (black) made using  Stratasys 3D printed FDM soluble core (white)
Turbo-Ansaugrohr (schwarz), das mithilfe eines im FDM-Verfahren von Stratasys 3D-gedruckten löslichen Kerns (weiß) gefertigt wurde.

Um die Leistung zu optimieren, fertigt Champion das Ansaugrohr aus Kohlefaser, einem robusten und gleichzeitig dünnen und leichten Material. Dank dieser Eigenschaften kann das Rohr innen vergrößert und die vorgegebenen Außenmaße dennoch beibehalten werden. Durch den größeren Innenraum kann die Luft besser strömen, was in Zusammenspiel mit dem verringerten Gewicht die Gesamtmotorleistung verbessert.

Porsche engine created with carbon fiber parts produced using Stratasys 3D printed soluble cores
Porsche-Motor aus Kohlefaserteilen, die mithilfe Stratasys 3D-gedruckter löslicher Kerne gefertigt wurden

Die Herausforderung der Einzigartigkeit

Das Problem bestand darin, dass mit konventionellen Werkzeugfertigungsmethoden keine Rohre hergestellt werden konnten, deren Oberfläche sowohl innen als auch außen perfekt glatt war. Ein in zwei Teilen gefertigtes Rohr hätte eine Verbindung gebraucht, durch die es weniger robust gewesen wäre als ein in einem Stück gefertigtes Teil. Die einzige Möglichkeit, das Rohr in einem Stück herzustellen, war also die Verwendung einer Form, die später aus dem Inneren des Rohrs entfernt werden konnte. Die dafür üblichen Sandkerne waren allerdings nur eine Kompromisslösung, da sie nicht die Oberflächenqualität und damit nicht die von Champion gewünschte Konsistenz liefern konnten.

Chris Lyew, leitender Maschinenbauingenieur bei Champion Motorsport, erläutert das Dilemma des Unternehmens folgendermaßen: “Die Leistung des Fahrzeugs hängt von einer glatten Oberfläche innen ab, während der Kunde eine schöne äußere Oberfläche erwartet.”

Variety of complex, composite ducts created using Stratasys 3D printed soluble cores
Auswahl komplexer Verbundrohre, die mithilfe von Stratasys 3D-gedruckter löslicher Kerne gefertigt wurden

Eine brilliante Kern-Lösung

Champion Motorsport fand seine Lösung schließlich in dem Fortus 3D-Produktionssystem, das während des Designprozesses genutzt worden war. Der FDM 3D-Drucker von Stratasys diente dem Unternehmen zur Fertigung von funktionalen Protoypen seiner Designs. Nun meisterte er auch die Herausforderung durch die Fertigung löslicher FDM-Kerne Kohlefaser zu formen.

In einem Blick hinter die Kulissen erläutert Champion, wie der Fortus anhand eines dreidimensionalen CAD-Designs die daraus entstehende Form 3D-druckt. Die Form kann “rundum mit Kohlefaser ummantelt werden und so Nahtstellen im fertigen Teil vermeiden.” Um die Form zu entfernen, wird eine Lösung verwendet, die eine perfekte, glatte Röhre zurücklässt. Die einteilige Konstruktion liefert konsistente Qualität für die Turbo-Hochleistungsansaugrohre. 3D-Druck bietet für die Fertigung dieser löslichen Kerne nach Aussage von Lyew “das magische Rezept”.

Tatsächlich haben lösliche FDM-Kerne Champion neue Designmöglichkeiten eröffnet. Louis Malone, Technischer Direktor bei Champion Motorsport, meint dazu: “Letztlich sparen uns die FDM-Technologien Zeit und Geld.” Ein Rundum-Gewinn.

Blog-Beitrag auch verfügbar in: Englisch Portugiesisch, Brasilien

Carrie Wyman

Carrie Wyman

Carrie is a technology and 3D printing enthusiast, with a passion for beautiful design.

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