Aus einem Guss

Die Siemens VDO Automotive hatte maßgeblichen Anteil an der Entwicklung eines 1997 eingeführten, genormten Fahrerarbeitsplatzes für Omnibusse im Nahverkehr. Bei der Vielzahl der Linienbusse – in Europa werden jährlich rund 10 000 neu zugelassen – zeigte sich jedoch bald ein Optimierungs-bedarf hinsichtlich der Beinfreiheit der Busfahrer. Dem standen jedoch über 200 Kabelverbindungen zu diversen Schaltern entgegen. Eine Lösung zeichnete sich erst ab, als durch die digitale Datenübertragung die Zahl der Verbindungen auf 21 verringert und damit auch das Cockpitvolumen entsprechend reduziert werden konnte.

Als Ideenlieferant für das optimierte Cockpit wollte der Automobilzulieferer seine Entwicklungen möglichst praxisgerecht testen und die Vorgaben des funktionalen und ergonomischen Pflichtenheftes „Cockpit“ an realitätsnahen Modellen des Fahrerarbeitsplatzes überprüfen. Dazu wurden in einem ersten Schritt die CAD-Daten der Entwicklungsabteilung einem Unterlieferanten übermittelt, der im Stereolithografie-Verfahren das Urmodell aus Epoxidharz herstellte. Von diesem Modell sollten dann in einem auf das Vakuumgießen spezialisierten Betrieb mehrere Silikon-Abgüsse hergestellt werden. Dabei erwiesen sich die Abmessungen der Form als größtes Hindernis, denn nur zwei Anbieter waren in der Lage, Teile bis zu 1,5 m Länge zu gießen.
 Da bei der Komplexität dieser Aufgabe auch das verfahrenstechnische Know-how eine entscheidende Rolle spielt, fiel die Entscheidung auf die Firma PK OHG in Spaichingen. Der auf die Prototypenfertigung spezialisierte mittelständische Betrieb verfügt für alle in der Prozess-kette Rapid Prototyping und Rapid Tooling anfallenden Aufgaben über einen Kompetenz- und Maschinen-Pool, der die Realisierung der Produkt-Vorstellungen des Kunden in kürzester Zeit ermöglicht. Nach den Design-Vorschlägen, den Vorgaben der Konstruk-tion und der Verfahrensoptimierung erfolgt der Musterbau oder die Visualisierung der Prototypen mittels 3D-Plotter sowie die Herstellung von Musterteilen durch 5-Achsen-CNC-Fräsen, Stereolithographie, Selective Laser Sintern, Fein- und Vakuumgießen, bei Bedarf ergänzt durch die Integration elektromechanischer Komponen-ten inklusive Komplettmontage. In einem weiteren Leistungsangebot werden die dem Endpro-dukt sehr nahen Baugruppen oder Geräte um- fangreichen Prüfungen sowie harten Feldtests unterworfen und die Ergebnisse protokolliert.
 Nachdem grundlegende Faktoren des Formenbaus wie Trennebene und Angießpunkte geklärt waren, konnte sich PK ganz auf das Vakuumgießen und den Gießwerkstoff konzentrieren. Denn bei der Formgröße und den An-sprüchen an die Prototypen konnte als Gießharz kein handelsübliches Polyurethan verwendet werden. Aus zwei Gründen wurde ein sehr seriennaher Guss gefordert: Zum einen mussten die Aufnahmen und Aussparungen für die Einbauteile exakt ausgebildet sein, um die Schalteranordnung und ihre Befestigung überprüfen zu können und zum anderen sollte der optische Eindruck so realitätsnah wirken, dass er als Vorlage für die Kataloggestaltung dienen konnte. Eine weitere wichtige Forderung galt der Temperaturbestän-digkeit des Modells. Das Gießmaterial war so zu wählen, dass, wie im praktischen Einsatz, Tempe-raturschwankungen von –40°C bis +120 °C keinen Einfluss auf die Form- und Funktionsfähigkeit des Cockpits haben konnten.
 Beim Lösen dieser komplexen Aufgabe konnten die Spezialisten von PK auf ihre langjährige Erfahrung zurückgreifen und ein Gießharz mischen, das den vielfältigen An-forderungen gerecht wurde. Mittelpunkt der Prototypenherstellung bei PK sind mehrere Vakuum-Gieß- und Rühranlagen der Firma Schüchl. Das derzeit größte Modell UGM 850 nimmt Formen bis zu einer Größe von H x B x T 1000 x 850 x 1585 mm auf. Ihre beiden Gießbecher fassen jeweils 2 x 5500 ml, was einem Teilegewicht von 12 kg entspricht. Aber nicht nur das Gießen dieser Volumina muss technologisch beherrscht werden, auch das Handling der 400kg wiegenden Silikonform, vor allem das Positionieren in und das Entnehmen nach jedem Guss aus der Kammer der Vakuumgießanlage, verlangt technisches Know-how. PK stützt sich hier auf deckenfahrbare Hebezeuge, mobile Hebe- und Transporteinrichtungen und Rollenbahnen, die den Umgang mit den gewichtsintensiven und sperrigen Formen erleichtern. Für das anspruchsvolle Projekt „Cockpit“ konnte PK alle Spezifikationen erfolgreich erfüllen und den vorgegebenen Zeitrahmen von zwei Wochen – von der Auftragserteilung bis zur Lieferung – einhalten. Das verfahrenstechnisch sehr anspruchsvolle Vakuum-gießen der Großteile bot neben der Detailtreue noch einen weiteren An-wendernutzen: Mit der Silikonform wurden fünf Cockpit-Sätze, bestehend aus je einem Ober- und einem Unterteil gegossen. Sollte Siemens VDO Automotive weitere Teile benötigen, so ist auch dies problemlos möglich, denn die Form lässt 20 bis 30 Abgüsse ohne weiteres zu.
www.pk-ohg.com