Elektronikfertigung BMW setzt auf Renntechnik aus dem 3D-Drucker

Wasserpumpenrad aus 3D-Drucker für Einsatz in DTM und Z4 GT3
Wasserpumpenrad aus 3D-Drucker für Einsatz in DTM und Z4 GT3

Mit dem Start in die neue DTM-Saison kann BMW ein kleines Jubiläum feiern: In einem der Motoren arbeitet das 500. Wasserpumpenrad aus dem 3D-Drucker.

Die Hochleistungsmotoren laufen im Renneinsatz bis zu 70 Prozent unter Volllast, verbunden mit extremen Anforderungen vor allem an bewegte Bauteile. Deshalb entwickelten die Ingenieure bereits 2010 ein einteiliges Wasserpumpenrad aus Leichtmetall als Ersatz für das bis dato eingesetzte Serien-Kunststoffelement. Für die Fertigung der Kleinserie wurde von Anfang an das Selective-Laser-Melting-Verfahren (SLM) gewählt. Das strahlgeschmolzene Bauteil entsteht dabei in einem generativen Schichtverfahren. Der 3D-Drucker trägt den Werkstoff in einer 0,05 mm dünnen Metallpulverschicht auf eine Bearbeitungsplatte auf. Ein Laserstrahl verschmilzt das Pulver an den gewünschten Stellen unter einer Schutzgasatmosphäre zu einer festen Aluminiumschicht. So entsteht das komplette dreidimensionale Bauteil Schicht für Schicht. Im Gegensatz zu 3D-Druck-Verfahren im Consumer-Bereich mit Kunststofffilamenten erfordert die additive Fertigung von Metallteilen ein deutlich höheres Know-how in der Verfahrenstechnik.

Die Fertigung per 3D-Druck erwies sich für die Kleinserie als das optimale Verfahren. Zum einen erlaubt es konstruktive Feinheiten an dem sechsflügeligen Radialpumpenrad, die mit anderen Herstellungsmethoden nur unter höherem Aufwand darstellbar sind. So konnte das Bauteil für die DTM strömungstechnisch optimal konstruiert werden. Zum anderen erübrigen sich komplexe Werkzeuge und Gussformen, die bedarfsgerechte Produktion ist daher wirtschaftlicher. Überdies gewährleistet der 3D-Druck über die gesamte Produktionszeit die Maßhaltigkeit des Wasserpumpenrades. BMW setzt das homologierte Präzisionsbauteil sowohl in den DTM-, als auch in den Z4 GT3-Fahrzeugen ein.