Als je de batterijbehuizing van een elektrische auto 3D print met een multi-materiaal 3D-printer voor verschillende kunststoffen, resulteert dit in een gewichtsbesparing tot 36% en een kostenbesparing tot 20% ten opzichte van de huidige aluminium behuizingen. Dat blijkt uit een onderzoek van het centrum voor lichtgewicht constructies AZL Aken samen met 46 partners uit de industrie.

"Accubehuizingen zijn een belangrijk onderdeel van e-voertuigen", zegt Florian Meyer, die het projectmanagement op zich nam van de technische ontwikkelingsafdeling van Audi AG. Naast Audi hebben ook bedrijven als Covestro, DSM, EconCore, Faurecia, Formosa, Magna en vele anderen deelgenomen aan het project. “De samenwerking met het consortium, dat de hele waardeketen bestrijkt, zorgde voor creatieve uitwisseling en nieuwe impulsen.”

Effecten op kostprijs en gewicht

Als eerste stap heeft het consortium vijf subcomponenten van een batterijbehuizing gedefinieerd. Dit zijn de onderkant van de behuizing, de dwarsbalk, de crashstructuur, het deksel van de behuizing en de bodembeschermplaat. Aan de hand van 44 bestaande en marktrelevante serievoorbeelden is vervolgens een overzicht gemaakt van de eisen die de industrie aan deze componenten stelt en welke internationale standaarden daarvoor bestaan. Toen gingen ze calculeren en kwamen tot de conclusie dat het vervangen van aluminium, waarvan de behuizing nu vaak gemaakt is, door verschillende soorten kunststoffen zowel het gewicht als de kostprijs positief kan beïnvloeden.

Vervolgens zijn in het project zo'n 20 ontwerpen nader onderzocht. Deze ontwerpconcepten bestaan ​​uit verschillende materiaalcombinaties. Voor de totale analyse zijn meer dan 500 FEM-modellen gemaakt en getest. Ook met deze ontwerpen zijn meer dan 1500 CAE-simulaties uitgevoerd. Zo vergeleken de partners in het project de nieuwe multi-materiaaloplossingen met de bestaande, zowel qua gewicht als qua kosten.

Het resultaat van dit alles is een gewichtsbesparing tot 36% en een kostenbesparing tot 20% ten opzichte van de huidige productietechnieken. "Het project en de enorme respons van de industrie tonen niet alleen de relevantie van het onderwerp aan, maar ook het potentieel van alternatieve composieten uit meerdere materialen", vat projectleider Warden Schijve samen. Een belangrijke voorwaarde is de beschikbaarheid van een multi-materiaal 3D-printer voor kunststoffen. Verder worden vanaf begin 2022 in een vervolgproject nog twee andere belangrijke aspecten onderzocht: het crashgedrag van de behuizing en de vlamwerendheid. Medio 2022 willen ze ook een prototype ontwikkelen. Bedrijven die willen deelnemen aan de projecten die eind januari 2022 starten, kunnen zich nog inschrijven bij het AZL Aken

Redactie +31 46 4333 123 E-mail redactie@3dprintmagazine.eu

3D Print magazine maakt gebruik van cookies om inzicht te krijgen in het leesgedrag van bezoekers.

Meld u hier aan voor de wekelijkse e-mailnieuwsbrief. Ook ontvangt u het magazine vier keer per jaar, digitaal of in print. 

3D Print magazine: nieuws, achtergronden en analyses voor de 3D print professional!