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Rapid Prototyping: Elektromotoren aus dem 3D-Drucker

Forscher von der TU Chemnitz wollen Elektromotoren künftig per 3D-Druck aufbauen. Die Motoren sollen per metallischem 3D-Siebdruck gefertigt werden.

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Ralf Werner (r) mit Elektromotor: Fertigung von Präzisionsbauteilen in hoher Stückzahl
Ralf Werner (r) mit Elektromotor: Fertigung von Präzisionsbauteilen in hoher Stückzahl (Bild: TU Chemnitz/Mario Steinebach)

Kommen die Motoren für die Elektroautos in Zukunft aus dem 3D-Druck? Das herauszufinden ist das Ziel eines Forschungsprojekts an der Technischen Universität (TU) Chemnitz. Das Projekt "Prima3D - Siebgedruckte Komponenten für elektrische Antriebe" ist auf drei Jahre angelegt.

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Als Verfahren soll der metallische 3D-Siebdruck zum Einsatz kommen. Das sei ein "massentaugliches Verfahren" für "die Herstellung kleiner metallischer Präzisionsbauteile in hoher Stückzahl", erklärt das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM). An dem Dresdner Institut wurde das Verfahren entwickelt. Entsprechend ist das Fraunhofer IFAM auch an Prima3D beteiligt: Dort werden die Teile gefertigt.

Bessere Motoren

"Innerhalb des Projektzeitraumes wollen wir nachweisen, dass der dreidimensionale Siebdruck eine wirtschaftliche Alternative für die Fertigung darstellt", sagt Projektleiter Ralf Werner von der TU Chemnitz. "Außerdem möchten wir zeigen, dass durch dieses Verfahren eine entscheidende Verbesserung der Leistungsdichte und des Wirkungsgrads von elektrischen Antriebsmotoren möglich ist."

Bei dem Verfahren wird ein Werkstück aus einem Pulver per Siebdruck aufgebaut. Das Pulver wird dabei durch eine Maske gedrückt. Am Ende wird der Rohling gesintert, also durch Erhitzen zu einem stabilen Körper verbacken. Auf diese Weise können Werkstücke von mehr als zehn Zentimetern Höhe aufgebaut werden.

Neue Materialien

"Der 3D-Siebdruck erlaubt im Vergleich zu klassischen Produktionsverfahren eine große Fertigungsgenauigkeit und Materialauswahl. Das verspricht, Motoren mit aus heutiger Sicht überragenden Eigenschaften herstellen zu können", erklärt Werner. So könnten beispielsweise neue Materialien genutzt werden. Ein keramisches Baumaterial etwa ermöglicht wesentlich höhere Betriebstemperaturen.

An Prima3D sind neben der TU Chemnitz und dem Fraunhofer IFAM noch drei Unternehmen beteiligt.

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