Für ein leistungsstarkes, individuell modifiziertes Fahrzeug von JP Performance wurde ein topologieoptimierter Achsschenkel als Sonderanfertigung entwickelt. Ziel war es, eine geänderte Lenkgeometrie innerhalb eines stark begrenzten Bauraums umzusetzen und gleichzeitig höchste mechanische Belastbarkeit sicherzustellen.
Durch den Einsatz der additiven Fertigung konnte das Bauteil bei gleichbleibenden Belastungskennwerten um rund 50 % im Gewicht reduziert werden. Das Projekt demonstriert eindrucksvoll das Potenzial von Metall-3D-Druck für hochbelastete Leichtbaustrukturen im Automotive-Umfeld.
Durch die Modifikation der Lenkgeometrie des sogenannten Supergolfs ergaben sich neue geometrische Randbedingungen für den Achsschenkel. Der verfügbare Bauraum war deutlich eingeschränkt und durch umliegende Störkonturen geprägt.
Gleichzeitig musste das Bauteil im Einsatz eines 800-PS-Fahrzeugs höheren mechanischen Belastungen standhalten als ein serienmäßiger Achsschenkel. Eine Anpassung des bestehenden Serienbauteils war konstruktiv nicht möglich, eine konventionelle Neuentwicklung hätte hohe Entwicklungs- und Fertigungsaufwände bedeutet.
Gefordert war daher eine hochindividuelle Sonderlösung, die Bauraum, Gewicht und Belastbarkeit optimal vereint.
Ausgangspunkt war ein Reverse-Engineering des Serienbauteils mittels 3D-Scan. Auf dieser Basis wurde die Geometrie gezielt auf die real auftretenden Kräfte hin ausgelegt und topologieoptimiert.
In mehreren Iterationsschritten entstand ein bionisch anmutendes Design, bei dem Material nur dort eingesetzt wird, wo es konstruktiv erforderlich ist. Die Umsetzung erfolgte im Selektiven Laserschmelzen (SLM) in der Aluminiumlegierung AlSi10Mg, die sich durch ein sehr gutes Verhältnis aus Gewicht und mechanischer Belastbarkeit auszeichnet.
Zur Validierung des Designs wurde zunächst ein Kunststoffprototyp gefertigt. Das finale Metallbauteil wurde additiv hergestellt und anschließend in ausgewählten Bereichen punktuell CNC-nachbearbeitet, um Funktionsflächen und Passungen präzise auszuführen.
Das Ergebnis ist ein hochbelastbarer, individuell entwickelter Leichtbau-Achsschenkel, der trotz stark reduzierten Bauraums alle funktionalen Anforderungen erfüllt.
Gegenüber dem bereits gewichtsoptimierten Serienbauteil konnte das Gewicht um rund 50 % reduziert werden – bei erhöhter mechanischer Leistungsfähigkeit. Der Metall 3D-Druck ermöglichte dabei eine Designfreiheit, die mit konventionellen Verfahren nicht realisierbar gewesen wäre.
Das Projekt zeigt exemplarisch, wie sich Metall-3D-Druck für hochbelastete Einzelteile und Sonderanfertigungen wirtschaftlich einsetzen lässt und welchen Mehrwert Leichtbau durch Funktions- und Materialeffizienz bieten kann.
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