Rodin Cars entwirft und baut komplett maßgeschneiderte, einsitzige Hochleistungsfahrzeuge, die schneller sein sollen als aktuelle Formel-1-Rennwagen. Eines der Hunderte von Metall-Bauteilen, die Rodin Cars additiv für den Rodin FZero herstellt, ist ein sequenzielles Getriebe mit acht Gängen und einem hydraulisch gesteuerten Differential.
Ein Getriebe, das mit konventionellen Fertigungsmethoden hergestellt wird, würde aus Magnesium gegossen oder gefräst werden. Das resultierende Bauteil würde in der Herstellung längern dauern und wäre vor allem schwerer und würde den Anforderungen der Strecke nicht standhalten. Rodin Cars wollte von daher das Getriebe in Titan drucken. Mit dem Ziele ein kompaktes, leichtes, starkes und langlebiges Bauteil zu bekommen.
Neues Getriebe mit einem Differential aus Titan
Rodin Cars hat 2019 sein erstes Hochleistungsrennfahrzeug herausgebracht, den Rodin FZed. Das Rodin FZed hat ein von Ricardo, einem in Großbritannien ansässigen Ingenieurbüro, entwickeltes Getriebe. Für den neuen Rodin FZero plante Rodin Cars ein völlig neues Getriebe mit spezifischen Übersetzungen und einem aus Titan gefertigten Differential. Der 18-monatige Konstruktionsprozess – wieder eine Zusammenarbeit zwischen Rodin Cars für das Gehäuse und Ricardo für das Innenleben – führte zu einem neuartigen Getriebe mit einem hydraulisch gesteuerten Differential. Dieses kann nur additiv gefertigt werden, da die notwendigen internen Galerien und dünnwandigen Lager- und Befestigungsstrukturen nur direkt im 3D-Druckverfahren hergestellt werden können. Die Ingenieure von Rodin Cars arbeiteten hierfür mit Mitgliedern der Application Innovation Group (AIG) von 3D Systems in Littleton im US-Staat Colorado und Leuven in Belgien zusammen.
Die Anwendungsingenieure der AIG von 3D Systems verfügen neben dem notwendigen Fachwissen in der additiven Fertigung auch über das Anwendungsknowhow in einer Vielzahl von Branchen – einschließlich des Motorsports. Das technische Know-how der Teams in Verbindung mit der DMP-Technologie (Direct Metal Printing) von 3D Systems hat die Produktion des neuen Getriebes mit zwei Millimeter dicken Wandungen und einem Gesamtgewicht von 68 Kilogramm möglich gemacht. Die Anwendungsingenieure in Littleton optimierten die Details der Getriebekonstruktion für die additive Fertigung auf der DMP Factory 500, und produzierten das erste Teil in Leuven.
Die DMP Factory 500 ermöglicht die Produktion von nahtlosen Großteilen mit einer Größe von bis zu 500 x 500 x 500 mm. Das Ergebnis ist eine sehr gute Oberflächenqualität bei den 3D-gedruckten Metallteilen mit sehr guten Materialeigenschaften.
Die AIG von 3D Systems hat den Technologietransfer mittlerweile an Rodin Cars für die Produktion erfolgreich abgeschlossen. Rodin Cars hat hierfür einen DMP-Factory-500-Drucker in seinem neu erweiterten Werk installiert und wird dort das Getriebe sowie Hunderte anderer maßgeschneiderter Teile für den Rodin FZero produzieren.
Gewicht und Haltbarkeit sind entscheidend
„Der 3D-Druck ermöglicht es uns, Komponenten zu entwerfen und herzustellen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht zu erreichen sind“, sagt David Dicker, Gründer von Rodin Cars. „Beim Getriebe für den Rodin FZero hatten wir bestimmte Kriterien, die wir in Bezug auf Gewicht und Haltbarkeit erfüllen wollten. Aufgrund der Größe und Qualität, die für ein so großes Bauteil erforderlich sind, konnte der Druck nur auf der DMP Factory 500 von 3D Systems erfolgen. Wir fanden keinen anderen Anbieter von additiven Fertigungslösungen, der eine ähnliche Lösung für unsere Anforderungen bieten konnte – Druckqualität und Volumenkapazität, Testeinrichtungen in Leuven und eine kontinuierliche technologische Unterstützung.“
Neben der DMP-Technologie nutzt Rodin Cars die selektive Lasersintertechnologie (SLS) und die Stereolithografie (SLA) von 3D Systems für die Fertigung von Produktionsteilen bzw. Werkzeugen für Kohlefaserformen.
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