Kegelmann Technik sprengt mit hybriden Bauteilen Grenzen der generativen Fertigungsverfahren bei Bauraum, Genauigkeit und Kosten. Freiheitsgrade beim Design und Funktionsintegration werden mit sehr hoher Steifigkeit und Festigkeit kombiniert.
Hybride Bauteile und Multimaterialkonstruktionen lösen technische Zielkonflikte, es gilt, ein neues System zu schaffen, das bessere Eigenschaften aufweist als die jeweiligen Einzelkomponenten selbst.
Bei der Kombination von GFK-Verbundwerkstoffen mit komplexen Formteilen, die mit dem Selektiven Lasersintern SLS hergestellt werden, hat sich Kegelmann Technik ein umfangreiches Entwicklungs- und Prozess-Knowhow für anspruchsvolle Hybridbauteile höchster Qualität erworben. Die SLS-GFK-Hybridlösung erlaubt hohe E-Modul-Werte und Wärmeausdehnungskoeffizienten und gleichzeitig ein Maximum an Designfreiheit und Funktionsintegration.
„Unsere Philosophie des Connected Prototyping bedeutet für Kunden Vorteile bei Funktionsintegration, Prozessoptimierung und Ressourceneffizienz. Bei Kleinserien von Hybrid-Bauteilen kombinieren wir so innovatives Design mit handfesten Bauteilmehrwerten“, erläutert Stephan Kegelmann, Geschäftsführer der Kegelmann Technik GmbH.
Connected Prototyping meint auch das additive Denken, die Anpassung der Konstruktion an die speziellen Möglichkeiten und Grenzen der eingesetzten Technologien, wie z.B. GFK und SLS.
Konkretes Anwendungsbeispiel ist ein Stoßfänger für Automobile mit integriertem Kühlergitter, die im Rahmen der B-Muster-Vorserie in Stückzahlen von etwa 60-150 Stück in seriennaher Qualität benötigt werden. Steifigkeit und Wärmeausdehnung müssen den Anforderungen realistischer Straßentests standhalten, gleichzeitig ist das Kühlergitter ein enorm wichtiges markenprägendes Designelement. Freiheitsgrade beim Design waren daher beim Fertigungsverfahren zu berücksichtigen, um z.B. eng nebeneinanderstehende verchromte Lamellen realisieren zu können.
Der Stoßfänger selbst wird mit GFK-Laminaten in einer gefrästen Negativform realisiert. Die spätere Oberfläche des Stoßfängers erhält dadurch eine hohe Genauigkeit und Glätte, quasi die Schokoladenseite. Die Oberflächenbeschaffenheit der Rückseite ist für Funktion und Design weniger entscheidend und bleibt unbehandelt.
Vorteile des Werkstoffes GFK-Laminat sind die hervorragenden Eigenschaften in Bezug auf Steifigkeit und Festigkeit in allen Richtungen, geringe Temperaturausdehnungskoeffizienten, sehr hohe Ermüdungsfestigkeit und gute Schadenstoleranz z.B. gegen Steinschlag.
Das Kühlergitter wird mit dem SLS Selektiven Laser-Sinter-Verfahren hergestellt. Die erforderliche Bauteilgenauigkeit und gewünschte Oberflächenbeschaffenheit sowie überhängende Strukturen, Hinterschnitte, Hohlräume, Bohrungen und funktionale Baugruppen sind so leichter realisierbar, es gibt einen hohen Grad konstruktiver Freiheit. Halterungen, Clips und Rippen sind als Funktion in das Kühlergitter integriert. In die Rückseite des Laminats wurden Funktionsstifte an definierten Verbindungspunkten und -flächen als passgenaues Gegenstück eingebaut. Der Zusammenbau des Stoßfängers als SLS-GFK-Hybridlösung erlaubt so die ökonomische Produktion von kleinen Stückzahlen. Die Bandbreite innovativer Fertigungsverfahren bei Kegelmann Technik und deren Kombinationsmöglichkeiten bietet so bei Kosten, Qualität und Bauteilgröße mehr Chancen und Möglichkeiten bei der Produktentwicklung.