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Microfactory treibt lokale Motoren an

Additiv gefertigte Werkzeuge und ein revolutionäres Produktionsmodell helfen dem Elektroautohersteller Local Motors, seiner Vision einer sauberen, nachhaltigen Zukunft näher zu kommen.

Elektrofahrzeuge (EV) sind nichts Neues. Neu sind autonome Elektrofahrzeuge, die mit einem riesigen 3D-Drucker hergestellt und dann von einem kleinen Team von Mitarbeitern in einer "Mikrofabrik" zusammengebaut werden, einer Anlage, die nicht größer ist als das nächste große Geschäft. Darüber hinaus werden diese futuristischen Fahrzeuge oft an die spezifischen Bedürfnisse der Menschen oder Unternehmen angepasst, die sie kaufen.

So wie Olli, ein Shuttlebus, der nicht nur die Art des Transports, wie wir ihn kennen, verändern, sondern auch die Art und Weise revolutionieren wird, wie Automobilhersteller in aller Welt ihre Produkte entwerfen, produzieren und vermarkten.

Der fahrerlose Shuttlebus wurde auf der International Manufacturing Technology Show (IMTS) 2018 in Chicago vorgestellt, und der Hersteller des Fahrzeugs, Local Motors mit Sitz in Arizona, hat eine Vergangenheit mit ähnlich kühnen Aktionen. Auf der IMTS 2014 baute der Automobilhersteller das erste 3D-gedruckte Auto der Welt - den Strati - auf dem Boden des Kongresszentrums. Am letzten Tag der Messe machten der Gründer von Local Motors, Jay Rogers, und der Präsident der Association for Manufacturing Technology, Douglas Woods, eine Spritztour mit dem Auto.

Den Rahmen sprengen

Seit seiner Gründung im Jahr 2007 hat Local Motors den Rally Fighter, das erste gemeinsam entwickelte Serienfahrzeug, sowie den XC2V (ein experimentelles, von der Masse finanziertes Kampfunterstützungsfahrzeug"), das elektrisch angetriebene Drift-Trike Verrado und den vollständig anpassbaren" und gemeinsam entwickelten Roadster LM3D Swim vorgestellt. Das vielleicht aufregendste Projekt ist der DXP von Domino's (steht für "delivery expert"), der als "ultimatives Lieferfahrzeug" für Pizza angepriesen wird. Alle diese Projekte wurden in Zusammenarbeit entwickelt und sprengten die Grenzen der traditionellen Fertigung.

Wir führen viele kreative Brainstorming-Sitzungen mit dem Team durch und treffen Entscheidungen auf der Grundlage von Wissenschaft und verfügbaren Daten

Doch in dieser Geschichte geht es nicht so sehr um maschinelle Fertigung, sondern vielmehr um eine Vision - eine Vision für eine sauberere, nachhaltigere Zukunft, Investitionen in unsere Gemeinden und ein völlig neues Paradigma für die Herstellung von Dingen, das alles mit dem Konzept der Mikrofabrik beginnt.the CoroMill 390 milling cutter helped Local Motors reduce the weight of the cutter to improve performance at long overhangs.

"Ich bin in Ost-Tennessee aufgewachsen", sagt Billy Hughes, Leiter des Forschungs- und Entwicklungsprogramms von Local Motors, "wir haben hier eine Kultur der Gemeinschaft, und unsere Mikrofabrik in Knoxville ist Teil dieser Kultur. Wir verwenden, wann immer möglich, Komponenten aus der Region, z. B. Batterien und Aluminiumunterkonstruktionen, und viele unserer Mitarbeiter sind wie ich: Sie kommen aus der Gegend und kennen sich aus. Das ist es, was das Lokale in Local Motors bedeutet - Teil der lokalen Gemeinschaft zu sein und den Menschen zu helfen, die dort leben."

Ein neuer, nachhaltiger Produktionsstandard

Mikrofabriken verschlingen keine riesigen Flächen wie herkömmliche Fabriken, erklärt Hughes. Vielmehr tragen sie zur Wiederbelebung von Gemeinden bei, indem sie leer stehende Gebäude umnutzen und oft aus einem gescheiterten Geschäftsvorhaben einen lebendigen, zukunftsorientierten Handelspartner und Anbieter von gut bezahlten technischen Arbeitsplätzen machen. Mikrofabriken sind auch viel flexibler als ihre großen Gegenstücke. Während die Entwicklung eines typischen Autos oder Lastwagens Jahre und die Herstellung einen Monat oder länger dauert, kann Local Motors ein maßgeschneidertes Fahrzeug in wenigen Wochen fertig stellen.

Wir wollen mit der Gemeinschaft in Verbindung treten und uns an ihr orientieren, anstatt große Mengen an Produkten zu bauen, die dann an andere Orte verschifft werden

Hughes führt einen Großteil dieser Flexibilität auf die direkte digitale Fertigung (Direct Digital Manufacturing, DDM) zurück, eine Technologie, die den 3D-Druck einschließt, aber noch viel weiter geht. So nutzen die Konstruktions- und Ingenieurteams von Local Motors beispielsweise die neuesten CAD-Simulations- und andere Softwaretools und sind laut Hughes ständig auf der Suche nach besseren Mausefallen. Sie haben mehrere Jahre damit verbracht, proprietäre, kohlefaserverstärkte Materialien zu entwickeln, damit Olli sowohl sicher als auch strukturell stabil ist. Außerdem sammeln und analysieren sie Daten - nicht nur aus der Fertigung, sondern auch von den ausgelieferten Fahrzeugen - und nutzen diese, um ihre Prozesse und Produkte kontinuierlich zu verbessern.

"Wir haben viele kreative Brainstorming-Sitzungen mit dem Team und treffen Entscheidungen auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse und verfügbarer Daten", sagt Hughes, "zum Beispiel verwenden wir kleine Drucker, um ein Konzeptfahrzeug zu erstellen, und diskutieren dann, wie wir es verbessern können. Wir bemühen uns ständig um ein einfaches Design, was einer der Hauptgründe dafür ist, dass unsere Fahrzeuge nur 40 bis 50 Teile enthalten, statt mehrerer Tausend.

An vorderster Front

Auch die verwendete Hardware ist hochmodern. Der 12 Meter lange 3D-Drucker, der für die Herstellung des Olli verwendet wird, enthält einen Fräskopf, der es dem Unternehmen ermöglicht, ein komplettes Chassis mit minimaler Handhabung und stark reduzierten Werkzeugkosten herzustellen. Diese Flexibilität bedeutet, dass Local Motors seine Mikrofabriken praktisch überall auf der Welt aufstellen und sie nutzen kann, um die Bedürfnisse der Gemeinschaft und der Menschen in der Umgebung zu erfüllen.

"Es geht um Skalierung", sagt Hughes, "wir wollen mit der Gemeinschaft in Verbindung treten und uns auf sie einstellen, und nicht riesige Mengen an Produkten bauen, die dann woanders hin verschifft werden. Das ist der Sinn von kleinen, wendigen Fabriken - sie sind in der Lage, die Bedürfnisse einiger weniger zu erfüllen. Aber es geht auch um die Arbeitnehmer der Zukunft. Überall haben die Hersteller mit neuen Technologien zu kämpfen und müssen ihre Mitarbeiter für die Arbeit in einer sich rasch entwickelnden digitalen Welt ausbilden. Und während sie noch darüber reden, wie sie das bewerkstelligen können, tun wir es bereits. Das ist das Schöne an unserem Konzept."

Local Motors eröffnete seine erste Mikrofabrik in Phoenix, Arizona, vor fast einem Jahrzehnt und expandierte nach Knoxville, dem Werk, in dem Hughes und sein Team arbeiten. Vor kurzem eröffnete das Unternehmen eine Vorführ- und Lernanlage in Maryland. In der Zwischenzeit hat der Autohersteller ein Auge auf den Pazifischen Nordwesten, Südkalifornien, Mitteleuropa, Australien und jede Stadt geworfen, die bereit ist, eine vollelektrische, autonome und lokal gebaute Transportlösung zu übernehmen.

Zusammenarbeit mit Sandvik

Es liegt auf der Hand, dass Innovation und Partnerschaften zu den Grundprinzipien von Local Motors gehören. Daher war niemand überrascht, als Tim Novikov, einer der Ingenieure für fortschrittliche Fertigung des Unternehmens, sich an einen anderen Branchenpionier, Sandvik Coromant, wandte, um Hilfe bei der Bearbeitung einiger problematischer Merkmale des 3D-gedruckten Chassis von Olli zu erhalten.

Ironischerweise empfahl der Vertriebsingenieur des Werkzeuganbieters, Matt Brazelton, eine Lösung, die ebenfalls mit additiver Fertigung hergestellt wurde. Die Kombination von komplexen Bauteilmerkmalen mit tiefen Kavitäten in anspruchsvollen Materialien ist eine typische Herausforderung beim Fräsen. Die langen Auskragungen, die für diese Anwendungen erforderlich sind, verursachen oft einen Flaschenhals aufgrund von Vibrationsproblemen und damit verbundenen Leistungsproblemen.

Sandvik Additive Manufacturing, ein neuer Geschäftsbereich, der 2017 innerhalb von Sandvik gegründet wurde, hat nach neuen Wegen gesucht, um diese Herausforderung zu meistern. Das Ergebnis, das von Sandvik Coromant angeboten wird, ist der neue, leichte Fräser CoroMill® 390 in Kombination mit gedämpften Silent Tools™ Haltern.

Das Hauptziel bestand darin, das Gewicht des Fräsers zu verringern, um die Leistung bei langen Auskragungen zu verbessern. Es gab mehrere Alternativen, wie z. B. die Verwendung eines leichteren Materials oder die Bearbeitung von Löchern im Werkzeugkörper, aber die additive Fertigung erwies sich in diesem Fall als die optimale Lösung.

Der leichte Fräser CoroMill® 390 ist der weltweit erste additiv gefertigte Wendeschneidplattenfräser und erwies sich als großer Erfolg für Local Motors. Durch die Montage des ultraleichten Fräsers auf einer Silent Tool-Bohrstange von Sandvik Coromant, die mit einer Coromant Capto®-Schnellwechselspindelschnittstelle ausgestattet ist, konnten die beiden die Bearbeitungszeit des Olli um unglaubliche 95 Prozent reduzieren.

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