3D gedruckte Rennwagen-Komponenten aus inhärent flammwidrigen Filamenten von Ensinger

StarkStrom Augsburg e.V. vereint Jugendförderung, Innovation und Leidenschaft für den Rennsport in einem Projekt. Der 2010 gegründete Verein der Hochschule Augsburg bietet jährlich 40-60 Studentinnen und Studenten aller Fakultäten die Möglichkeit, an der Entwicklung der StarkStrom Rennwagen mitzuarbeiten.

Gemeinsam mit Sponsoren und Partnern wie der Ensinger GmbH & DREIGEIST entwickelt, konstruiert und baut StarkStrom Augsburg e.V. einen voll elektrischen Formula Rennwagen. Eine entscheidende Komponente ist dabei der Hochvoltakkumulator (HV-Akku). Der HV-Akku ist Teil des elektrischen Antriebsstrangs und versorgt die vier Elektromotoren des Rennfahrzeugs mit Strom. Die Leistungsfähigkeit wird demensprechend maßgebend vom HV-Akku mitbestimmt und dieser ist somit eine wichtige Komponente für den elektrischen Rennwagen.

Die eingesetzte Materialien und Komponenten unterliegen dabei hohen Sicherheitsbestimmungen:

• Eingesetzte Stoffe müssen inhärent flammwidrig und nach UL94 V-0 zertifiziert sein
• In dem selbstentwickelten Lithium-Ionen Speicher müssen alle Zellen bei Betrieb fortlaufend überwacht werden und im Fehlerfall muss der HV-Akku abschalten
• Im Falle eines Crashs muss der HV-Akku Kräfte von bis zu 40g aufnehmen können
• Eingesetzte Materialien müssen möglichst leicht sein, um das Gesamtgewicht des Rennwagens nicht zu erhöhen
• Komponenten dürfen nicht elektrisch leitfähig sein
• Die Fertigung ab Losgröße 1 bzw. Fertigung von kleinen Stückzahlen bei hoher Kosteneffizienz muss möglich sein

Gemeinsam mit dem Entwicklungspartner DREIGEIST setzt StarkStrom Augsburg e.V. erfolgreich auf das Ensinger eigene 3D-Druck Filament TECAFIL PEI 9085 natural: 

„Metallische Komponenten fallen aufgrund des hohen Eigengewichts und der elektrischen Leitfähigkeit aus unserem Anwendungsfall raus. Im Gespräch mit einem ehemaligen Mitglied bei DREIGEIST wurden wir auf das von Ensinger hergestellte Material TECAFIL PEI 9085 aufmerksam. Dies entspricht durch seine Eigenschaften perfekt unseren Anforderungen. Bereits nach einem ersten Testdruck war klar, dass die Idee umgesetzt werden kann und wir das Material in unserem HV-Akku verbauen möchten.“ 

StarkStrom Augsburg e.V.

3D-gedruckte Komponenten aus dem im Hause Ensinger hergestellten Filament TECAFIL PEI 9085 natural können alle Anforderungen an Material und Komponenten erfüllen:

• TECAFIL PEI 9085 natural ist inhärent flammwidrig und verursacht eine nur sehr geringe Rauchentwicklung und Wärmeabgabe bei Brand
• Die von Ensinger verwendeten Materialien sind nach UL94 V-0 zertifiziert und erfüllen FST-Sicherheitsstandards (Flame, Smoke and Toxicity)
• Vorteilhafte mechanische Eigenschaften wie Steifigkeit, hohe Dimensionsstabilität und hohe Kriechfestigkeit zeichnen das TECAFIL PEI 9085 natural aus
• Zudem verfügt das Filament über gute elektrische Isolationseigenschaften sowie eine gute Strahlungs- und Chemikalienbeständigkeit

Die Herstellung der Komponente durch die 3D-Drucktechnologie Fused Filament Fabrication bietet darüber hinaus einige weitere Vorteile. Durch die innenliegende Gitterstruktur kann eine Gewichtsersparnis von bis zu 80% im Vergleich zu konventionell gefertigten Komponenten erzielt werden. Außerdem ist der 3D-Druck kosteneffizient und ressourcenschonend: Es wird nur so viel Material eingesetzt, wie für das Bauteil benötigt wird.

Schlussendlich überzeugt auch die Leistung: Das von DREIGEIST mit Ensinger TECAFIL PEI 9085 natural gedruckte und von StarkStrom Augsburg e.V. entwickelte Akkugehäuse stellt in Verbindung mit den Akkus die nötige Leistung für die eingesetzten Motoren zur Verfügung. Limitiert durch das Reglement auf maximal 80 kW sind so Spitzengeschwindigkeiten von 108 km/h in 2,7 s möglich.