VWs 3D

Jun 22, 2024

Dan Carney | 25. August 2023

Forscher des Volkswagen Innovation Hub im University of Tennessee Research (UT) Park auf der Cherokee Farm in Knoxville, Tennessee, nutzen die Ressourcen der Universität und des nahegelegenen Oak Ridge National Laboratory, um eine leichte Verbundstruktur zu entwickeln, die die heutigen schweren Stahl-Elektrofahrzeuge ersetzen könnte Batteriegehäuse.

Die Box mit den Elektrofahrzeugbatterien muss stabil sein, um die Zellen im Inneren bei einem Unfall vor Stößen zu schützen. Daher ist Stahl eine beliebte Materialwahl. Allerdings ist es schwer und Elektrofahrzeuge haben aufgrund des Gewichts der Batterien selbst mit Übergewicht zu kämpfen.

Aus diesem Grund entwickelt Volkswagen alternative Verbundwerkstoffe, die durch cleveres Design für Festigkeit sorgen, anstatt sich für diese Festigkeit auf ein schweres Material zu verlassen. Das Problem ist so schwerwiegend, dass VW bei der KI-Analyse der benötigten Struktur auf den Hochleistungs-Rechencluster von UT setzt.

Das Ergebnis, das sie entdeckt haben, ist eine modulare, sich wiederholende Struktur aus winzigen Pyramidenformen. Es wird aus flüssigen Harzen 3D-gedruckt und erzeugt eine Struktur, die das 30.000-fache ihres Eigengewichts trägt. Haltbarkeitstests haben gezeigt, dass das Material Batterierahmen erzeugen kann, die Stahl in der Energieabsorption übertreffen und gleichzeitig eine erhebliche Gewichtsreduzierung ermöglichen.

Allerdings sei der 3D-Druck keine praktikable Lösung für die Herstellung solcher Teile, bemerkt Hendrik Mainka, Leiter des Knoxville-Hubs. „Wir nutzen hier den 3D-Druck für Prototypen, aber für die Massenfertigung werden wir die additive Fertigung nicht nutzen“, erklärte er.

Der Volkswagen ID.4 EV verfügt über einen starken Edelstahlrahmen zum Schutz des Batteriepakets, allerdings mit dem Nachteil des hohen Gewichts des Materials.

Für diese Prototypen sei der Einsatz des 3D-Drucks notwendig, da die von der KI erzeugten Formen nur auf diese Weise hergestellt werden könnten, sagte Mainka. „Es ist wirklich beeindruckend, welche Leistungsfähigkeit diese Methode bietet“, sagte er. „Wir nähern uns den Materialeigenschaften, die wir erwarten.“

Die nächste Herausforderung für die KI wird darin bestehen, Formen zu entwickeln, die möglichst viel Festigkeit bewahren und mit herkömmlichen Techniken in großen Stückzahlen hergestellt werden können. „Wir hoffen, dass wir Lösungen für das Spritzgießen oder Formpressen finden“, sagte Mainka. „Dann können wir in Serie produzieren.“

Es werde voraussichtlich fünf bis sieben Jahre dauern, bis solche Entwürfe in Produktion gehen könnten, prognostiziert er.

Weitere Informationen zu Textformaten