Additive Fertigung im Motorsport – Luftsammler von Herrn Patrick Krause (VU23)

Additive Fertigung im Motorsport

Ausgangslage:
Für die Motorsport-Saison 2025 bereiten wir seit mehreren Jahren ein neues Fahrzeug vor. Eine besondere Herausforderung stellte dabei die Gestaltung des Luftsammlers (Airbox) dar. Im Zuge der Lösungsfindung entstand die Idee, diesen mittels additiver Fertigung (3D-Druck) herzustellen. Nach einer ersten Machbarkeitsanfrage bei Frau Professor Dr. Nickel begann ich mit der Konstruktion erster Modelle.
Nach Sichtung und Rückmeldung durch Herrn Dipl.-Ing. Fischer wurde ein Realisierungsansatz entwickelt. Das ursprüngliche Modell – bestehend aus Ansaugtrichtern, Grundplatte und Ansaugkrümmern – musste in vier separate Einzelteile aufgeteilt werden, um drucktechnisch umsetzbar zu sein.
Als Werkstoff kam das Filament Greentec Pro zum Einsatz. Entscheidender Vorteil war dessen Formstabilität bis 150 °C, während lediglich eine Temperaturbeständigkeit von 110 °C gefordert war.

Durchführung:
Der Druck des ersten Einzelteils verlief problemlos. Bei den weiteren Komponenten kam es jedoch zu Schwierigkeiten. Die Ursache lag in der Versprödung des Filaments, was zu einer Unterbrechung der Materialzufuhr führte.
Dieses Problem konnte dank der Unterstützung von Herrn Dipl.-Ing. Fischer gelöst werden, indem das Filament vor dem Druckprozess getrocknet wurde. Hierzu wurde eine Art “Backofen” in die Materialzuführung integriert, wodurch die Feuchtigkeit des Filaments reduziert und dessen Elastizität verbessert wurde.
Mit dieser optimierten Prozessführung konnten die restlichen Bauteile erfolgreich gefertigt werden. Anschließend wurde der erste Prototyp zusammengesetzt und im Fahrzeug montiert. Dadurch konnten die finalen Maße für die endgültige Ausführung des Luftsammlers ermittelt werden.

Ausblick:
Das finale Modell unterscheidet sich nicht nur in den Abmessungen, sondern auch im Aufbau. Es besteht künftig aus drei Einzelteilen, die jeweils in voller Länge gedruckt werden. Das benötigte Material wurde bereits beschafft. Die Umsetzung erfolgt als Materialmix:

Greentec Pro CF (mit Carbonfasern verstärkt) für Ansaugtrichter und Ansaugkrümmer
Greentec Pro in Ultramarinblau für die Grundplatte

Nach Abschluss der Fertigung soll zusätzlich eine Abdeckung konstruiert und im 3D-Druckverfahren hergestellt werden.

Fazit:
Trotz kleiner Rückschläge zeigt sich, dass die Umsetzung mittels additiver Fertigung absolut realisierbar ist. Wesentliche Erfolgsfaktoren sind dabei die richtige Prozesstemperatur sowie fundierte Materialkenntnisse.
Die Robustheit und Praxistauglichkeit des Luftsammlers wird sich im weiteren Saisonverlauf auf der Rennstrecke beweisen.
Mein besonderer Dank gilt Herrn Dipl.-Ing. Fischer, der maßgeblich zum Gelingen des Projekts beigetragen hat, sowie Frau Professor Dr. Nickel, ohne deren Unterstützung das Projekt nicht möglich gewesen wäre.