Form für ein wasserstoffbetriebenes Stadtauto

Über Eco-Runner

Ein multidisziplinäres Team von 23 Studenten der TU Delft widmet sich ein ganzes Jahr lang dem Entwurf, dem Bau, der Erprobung und dem Rennen des effizientesten wasserstoffbetriebenen Stadtautos der Welt. Ihr Ziel ist es, eine nachhaltige Zukunft zu fördern und die Öffentlichkeit zu inspirieren und zu aktivieren, sich an der Energiewende zu beteiligen und dabei die Bedeutung der Effizienz und des Potenzials von Wasserstoff zu betonen.

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Die Herausforderung

Die Karosserieabteilung ist für die Entwicklung einer stabilen, leichten und aerodynamischen Karosserie für das Fahrzeug verantwortlich. Es war daher von großer Bedeutung, dass jedes Teil mit hoher Genauigkeit hergestellt wird. „Da wir nur eine begrenzte Zeit für den Bau unseres Autos zur Verfügung hatten, suchten wir nach einer Form, die zuverlässige und genaue Produkte liefern würde“, sagt Martijn Kanger, Leiter der Karosserieabteilung. „Wir brauchten eine Form, mit der wir die beiden Platten herstellen konnten, die auf der Innenseite des Fahrzeugs angebracht werden“, erklärt Toine Koelmans, Karosseriebauingenieur. Auf den Paneelen musste der Rahmen für die Vorderräder angebracht werden, während gleichzeitig eine Sicherheitsbarriere zwischen dem Fahrer und den Rädern geschaffen werden musste. „In der Zwischenzeit musste die Form in Bezug auf Gewicht, Größe und Nachbearbeitungszeit so effizient wie möglich sein“, fährt er fort.

Die Lösung des Pilotprojekts

„Nachdem wir verschiedene Verfahren zur Herstellung von Gussformen untersucht hatten, kamen wir zu dem Schluss, dass eine 3D-gedruckte Gussform unsere Anforderungen erfüllen würde“, so Roos Wentges, Ingenieur für Karosseriebau, weiter: „Wir haben uns mit CEAD zusammengetan, die uns dabei geholfen haben, das CAD-CAM-Modell zu entwerfen, die Druckstrategie festzulegen und uns bei der Wahl des richtigen Materials zu beraten.“ Durch die Optimierung des Designs konnte CEAD beide Platten in derselben Form verschachteln und so Material und Maschinenzeit sparen. Das Material, Dalthram-250-CF von Airtech, bot isotrope Stabilität während des gesamten Produktionsprozesses der Platten, was eine hohe Genauigkeit und damit Zuverlässigkeit der Endteile garantierte.

Das Ergebnis

„Die 3D-gedruckte Form erforderte viel weniger manuelle Nachbearbeitung als die herkömmlichen MDF-Formen, die wir verwendeten“, erklärt Thom Spelt, Konstruktionsingenieur. „Die MDF-Formen erforderten eine umfangreiche Nachbearbeitung im Vergleich zur 3D-gedruckten Form, die wir sofort nach ihrer Ankunft verwenden konnten.“

Außerdem wog die 3D-gedruckte Form viel weniger als ihre MDF-Konkurrenten, was die Handhabung bei der Produktion unserer Teile erheblich erleichterte. „Ein großer Vorteil der Form ist, dass das thermoplastische Material recycelbar ist“, erklärt Spelt weiter: „Jedes Jahr entwirft und produziert ein neues Team von Studenten der TU Delft ein neues wasserstoffbetriebenes Auto, für das neue Formen benötigt werden. Diese Form kann eingeschmolzen und immer wieder verwendet werden, was den Abfall reduziert und so zu nachhaltigeren Herstellungsprozessen beiträgt.“ Als das komplette Auto fertig war, traten sie beim Eco-Marathon 2022 gegen andere Teams an. Sie gewannen das Rennen und erreichten eine Effizienz von 486 km/m^3 Wasserstoff, was 5407 km mit einem Kilogramm Wasserstoff entspricht.