Pagina 49 van: Aandrijftechniek – nummer 1 – 2018

TECHNIEK Mechanisch

Lichter, goedkoper,
zuiniger maar even sterk

Het 3D-printen van metalen onderdelen is in de aandrijftechniek bezig met

een opmars, ook voor mechanisch belaste onderdelen. Het Fraunhofer-

Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut in Freiburg berekende

welke besparingen mogelijk zijn, terwijl Bugatti voor zijn nieuwe

sportwagen een 3D-geprinte remklauw van titanium ontwikkelde.

stroomverbruik bedroeg bij het conventio-
nele ontwerp 12 kWh, bij het numeriek
geoptimaliseerde ontwerp slechts
7 kWh voor één onderdeel bij serieproduc-
tie. De productietijd kon met 14 procent en
de CO2-emissie met 19 procent worden ver-
minderd. Met 28 procent viel de besparing
aan materiaal nog hoger uit.
Additive manufacturing is ook interessant
wanneer een onderdeel niet structureel ge-
optimaliseerd hoeft te worden. Een warm-
tewisselaar of een gereedschap hoeft niet
licht te zijn om zijn functie beter te vervul-
len. Toch is het zinvol om ze voor een lager
gewicht en volume te construeren wanneer
ze additief worden vervaardigd, omdat men
de productiekosten kan verlagen.

3D-geprinte remklauw
Remklauwen voor auto’s worden meestal
gemaakt van gietijzer of hoge sterkte

aluminiumlegeringen. Maar Bugatti ont-
wikkelde een remklauw die in 3D wordt
geprint van een titaniumlegering. Voor
het maken ervan werd de hulp ingeroe-
pen van het Laser Zentrum Nord in
Hamburg, tegenwoordig onderdeel van
Fraunhofer.
De remklauwen in de nieuwste sport-
wagen Chiron worden nu nog gesmeed
uit een blok van een hoge sterkte alumini-
umlegering. De vorm van de remklauwen
combineert een minimaal gewicht in com-
binatie met maximale sterkte. Met de AM
remklauwen gaat Bugatti een stap verder.
De speciale titaniumlegering (Ti6AI4V)
wordt bijvoorbeeld ook gebruikt in de
lucht- en ruimtevaart bij zwaarbelaste on-
derdelen. Zelfs als 3D-geprint onderdeel
heeft dit materiaal een treksterkte van
1250 N/mm2. Met een lengte van 41 cm,
een breedte van 21 cm en een hoogte van
13,6 cm is de eigen massa van 2,9 kg erg
laag. De aluminium versie die nu nog
wordt ingebouwd, weegt 4,9 kg.
Met de nieuwe remklauw laat Bugatti
vooral zien wat er technisch mogelijk is.
De engineers hebben ook al een 63 cm
lange ruitenwisserbevestigingsframe van
een aluminiumlegering geprint. Dit is net
zo sterk als een normaal frame, maar
weegt de helft (400 g).

www.emi.fraunhofer.de
www.bugatti.com/home

De 3D-printtechniek (beter is te spreken
van additive manufacturing) biedt moge-
lijkheden om onderdelen met complexe
vormen te maken en tegelijkertijd het ge-
wicht te optimaliseren. Maar hoe zuinig is
het productieproces eigenlijk met bron-
nen? Dat heeft het Fraunhofer-instituut
onderzocht aan de hand van een compo-
nent die echt toepasbaar zou kunnen zijn,
namelijk een wielophanging. De onder-
zoekers kwantificeerden hoe lichtgewicht
bouwen bij een kleine serie producten
centraal zou uitwerken op de toegepaste
bronnen tijdens het SLM productieproces
(Selective Laser Melting). Daarbij stonden
stroom- en materiaalbehoefte, productie-
tijd en CO2 centraal.
Met behulp van een numeriek geoptimali-
seerde versie van de wielophanging werd
15 procent energie bespaard in vergelijking
met het conventionele ontwerp. Het

Een structureel geoptimaliseerde wielophanging van een ultralicht

voertuig (foto: Fraunhofer EMI).

www.AT-aandrijftechniek.nlFEBRUARI 2018 AT AANDRIJFTECHNIEK 49

[tekst] Ad Spijkers, Paul Quaedvlieg

De 3D-geprinte titanium remklauw van Bugatti is een fraai stukje engineering

(foto: Bugatti).

49_3d-printen.indd 49 05-02-18 16:44