Musterteile im Formel 1-Tempo

München. Im Formel 1-Rennsport ist Schnelligkeit Trumpf. Deshalb setzt die
Rennsportabteilung von BMW, die das BMW WilliamsF1 Team mit V10-Triebwerken
versorgen, in der Konzept- und Versuchsphase Teile aus dem Rapid-Prototyping
ein. Computergesteuerte Maschinen produzieren mittels Laserstrahlen oder
dreidimensionaler Druckertechnik schnell und preiswert maßgetreue Modelle aus
Harz, Kunststoffpulver, Stärke oder Wachs. Der Einsatz dieser hochmodernen
Technologien verkürzt die Entwicklungszeiten, senkt die Entwicklungskosten und
verschafft nicht nur dem BMW WilliamsF1 Team, sondern vor allem der
Serienentwicklung im Wettbewerb unter Umständen einen kleinen Vorsprung.

Entscheidungshilfen für die Konzeptphase
In der Entstehungsphase neuer Automobile oder Aggregate können Aussagen über
die Machbarkeit, Wechselwirkung einzelner Bauteile und deren Ein-bausituation
nicht immer nur anhand der Konstruktionszeichnungen getroffen werden. Modelle,
die im Versuchsfahrzeugbau der BMW Group im Rapid-Prototyping hergestellt
werden, lassen schon in der Konzeptphase eindeutige Aussagen zu, lange bevor es
erste Funktionsteile gibt. Diese Modelle dienen als Diskussionsgrundlage für
Einbauuntersuchungen und werden einge-schränkt für Funktionsversuche auf dem
Prüfstand oder im Fahrzeug verwen-det. Damit lassen sich schneller zuverlässige
Aussagen über geometrische Integration, oder Funktion treffen, während
gleichzeitig hohe Werkzeugkosten für diese Modelle entfallen. Die
Formel-1-Truppe um Dr. Mario Theissen und Gerhard Berger kann diesen
Zeitvorteil auf der Rennstrecke möglicherweise in wichtige Sekundenbruchteile
vor der Konkurrenz ummünzen. Die BMW Group bedient sich schon seit einigen
Jahren der fortschrittlichen Rapid Technolo

gien. Rapid-Prototyping wird im Konzeptfahrzeugbau seit 1992 in der BMW Group
eingesetzt und ist kontinuierlich weiterentwickelt worden. Neben dem Modellbau
werden Rapid Technologien auch zur Herstellung von komplexen Formen für
Metall-Feinguss eingesetzt.

High-tech-Modelle
In der Regel sind die Teile aus dem Rapid Prototyping Einzelanfertigungen -
maximal werden bis zu zehn Muster gebaut. Vor der Herstellung werden zunächst
die CAD-Daten im Computer aufbereitet und das Bauteil wird horizontal in
hauchdünne Scheiben zerlegt. Diese Schichten werden dann vom Rechner auf
computergesteuerte Maschinen übertragen, die die Teile schichtweise aufbauen.
Dadurch lassen sich Hinterschneidungen, Hohlräume und dünne Wandstärken bis zu
einem Millimeter darstellen.
Je nach Verwendungszweck und Beanspruchung des Modells wenden die Spezialisten
der BMW Group unterschiedliche Verfahren an: Bei der Stereoli-thografie härtet
ein Laserstrahl über einen photochemischen Effekt flüssiges Kunstharz aus. So
werden Schichten von rund einem Zehntel Millimeter auf-gebaut. Beim
Lasersintern wird ein Kunststoffpulver mit einer Schicht-Genauigkeit von etwa
0,15 Millimeter von einem Laser angeschmolzen. Je nach Material sind solche
Bauteile für Temperaturen bis 130 Grad Celsius geeignet und werden auch bei
Funktionstests eingesetzt.
Wenn es besonders schnell gehen muss, wird das Multi-Jet-Modelling oder das
3-D-Printing-Verfahren angewandt. Dabei wird entweder Wachs durch einen
Tintenstrahlkopf aufgetragen oder Pulver mit einem Bindemittel verbunden. Die
so erzeugten Bauteile sind nur gering belastbar und dienen deshalb überwiegend
als Demonstrations- und Konzeptmodelle. Dafür sind sie wesentlich schneller und
billiger herstellbar.

Breites Kundenspektrum
Das Rapid-Prototyping-Team bearbeitet jährlich mehr als 1500
Prototypenaufträge. Je nach Verfahren und Bauteilgröße stehen die Musterteile
schon nach ein bis zwei Tagen zur Verfügung. Neben der Rennsport-Abteilung sind
die Entwicklungsabteilungen des BMW Forschungs- und Ingenieurzentrums, der BMW
Motorrad, die BMW M GmbH und die BMW Technik GmbH die Hauptkunden des
Rapid-Prototypings.