Rallye Dakar Team BRX setzt auf 3D-Druck

Mit Hilfe des 3D-Drucks und der Unterstützung von MakerBot und des METHOD X startete das Team BRX erfolgreich bei der Ralley Dakar – dem härtesten Wüstenrennen der Welt. Team BRX und Prodrive nutzen dabei den MakerBot METHOD X für die mobile Fertigung mitten in der Wüste, um den Rekord für die beste Platzierung eines Newcomers bei der Rallye Dakar aufzustellen.

Prodrive blickt auf eine lange Geschichte im Motorsport zurück. 1984 nahm das Unternehmen an der ersten Veranstaltung, der Qatar International Rallye, teil und gewann diese. Seitdem ist Prodrive nicht mehr zu stoppen und hat eine Vielzahl von Titeln in unterschiedlichsten Motorsportdisziplinen gewonnen. Im Jahr 2021 trat das Unternehmen erstmals bei der Rallye Dakar in Partnerschaft mit dem Königreich Bahrain unter dem neuen Team Bahrain Raid Xtreme (BRX) an. Die Rallye Dakar geht dabei fast 8.000 Kilometer über zwei Wochen, mit Etappen, die Hunderte von Kilometern, über eine Reihe von herausforderndem Offroad-Gelände in Saudi-Arabien führt.

Zur Vorbereitung auf die Veranstaltung begann das BRX-Team mit der Entwicklung des Hunter T1, der vom 9-fachen Rallye-Weltmeister Sébastien Loeb und der 25-fachen Rallye-Dakar-Legende Nani Roma gefahren wird. Roma sicherte sich letzten Endes 2021 den 5. Platz in der Gesamtwertung. Das erste Mal, dass ein Team bei seiner ersten Teilnahme der Rallye Dakar eine so hohe Platzierung erreicht hat!

Schwierige Zeitplanung durch Covid-19

Als die Arbeiten Ende 2019 begannen, sah sich das BRX-Team plötzlich mit einer der größten Herausforderungen konfrontiert, die es in der Branche bisher gab. „Wir bringen uns oft in schwierige Situationen, was die Zeit angeht. Aber Covid-19 hat uns einen Strich durch die ohnehin schon enge Zeitplanung gemacht“, sagt Paul Doe, Chefingenieur bei Prodrive. „In Großbritannien gab es einen Lockdown der uns praktisch dazu zwang, die Fabrik für eine Weile komplett zu schließen. Die Entwicklung, die etwa ein Jahr hätte dauern sollen, wurde auf neun Monate komprimiert. Anstatt im Juli zu testen, haben wir bis Oktober 2020 noch kein einziges Rad an einem Auto gedreht.“

Mit der Rallye Dakar, die für die ersten beiden Januarwochen 2021 geplant war, bedeutete dies einen immensen Druck für das gesamte Team. Obwohl 40 Mitarbeiter bei BRX, die über eigene Fertigungs-, Herstellungs- und Bearbeitungsmöglichkeiten verfügen, mit dem Entwurf und der Konstruktion der Hunter T1-Fahrzeuge beschäftigt waren, war das Team mit einer untypisch kürzeren Zeitspanne überfordert.

Game Changer 3D-Druck

Als Doe sich entschied, den MakerBot Method X 3D-Drucker, der von DSM, einem globalen Anbieter von Kohlefasermaterialien, empfohlen wurde, einzusetzen, wurde dies zu einem Game Changer. Der METHOD X ermöglichte es, Prototypen in wenigen Stunden anstatt vielen Tagen zu erstellen. Somit wurde es möglich dringend benötigte Teile schnell und bequem 3D zu drucken. Mit den unbegrenzten Möglichkeiten der additiven Fertigung wurde das Prototyping und die Teileproduktion viel rationeller und kosteneffizienter.

„Es gibt eine riesige Liste von Vorteilen durch die Verwendung des MakerBot METHOD X im Vergleich zu einer normalen Produktion, wie zum Beispiel Geschwindigkeit und Reaktionsfähigkeit. Wenn es darum geht, Teile am Auto zu entwerfen, beginnt der erste Gedanke oft damit, ein Teil aus dem 3D-Drucker zu drucken, um zu sehen, wie es ausfallen würde. Die Möglichkeit, das Teil zuerst auszuprobieren, bevor wir uns auf das endgültige Produkt festlegen, erlaubt uns, Änderungen einfach und schnell vorzunehmen. Diese schnelle Iteration ermöglicht es uns auch, unseren Produktionszeitplan einzuhalten und gleichzeitig eine Menge Geld zu sparen“, so Doe.

Mit zwei METHOD X 3D-Druckern war das BRX-Team in der Lage, einige Teile sowohl in der Fabrik in Großbritannien als auch vor Ort bei der Rallye zu entwickeln und herzustellen.

Der METHOD X wurde dazu auf eines der Wartungsfahrzeuge des BRX-Teams geladen. Vor Ort wurde er dazu verwendet, benötigte Teile zu drucken oder ein Teil zu reparieren, das eine Stahl- oder Aluminiumfertigung erfordert hätte.  „Wir haben diese Maschine im Truck mitgeführt und mitten im Nirgendwo gedruckt; buchstäblich dort, wo man keine Spuren von Zivilisation sieht, und doch sind wir hier und nutzen diese industrielle 3D-Drucktechnologie.“, so Doe.

Druck von über 30 verschiedenen Bauteilen

Das BRX-Team verwendete den METHOD X, um über 30 Teile des Hunter T1 zu drucken, darunter eine Halterung für einen Aufhängungspositionssensor und eine geformte Düsenhalterung für das Feuerlöschsystem des Cockpits. Der Aufhängungspositionssensor ermöglichte es den Ingenieuren, die Dämpferleistung, die Fahrzeugdynamik, die Radausrichtung, die Antriebswelle und mehr zu untersuchen. Der Sensor generiert Daten und leitet die Informationen zur besseren Analyse an das Team zurück, was dann zur Verbesserung der Fahrzeugleistung genutzt werden kann.

Das Aufhängungssystem wurde mit MakerBot’s Nylon-Carbonfaser gedruckt und war eine der idealen Anwendungen, um den METHOD X zu nutzen. Der gesamte Prozess, um die Aufhängungshalterung zu entwickeln dauerte nur eineinhalb Stunden. Von der 3D-gedruckten Halterung auf der Bodenplatte mitten in der Wüste, über die Beobachtung, bis hin zu Aktualisierungen und Verstärkungen des Designs im LKW, bis zum Start der Produktion auf dem METHOD X. Mit dem neuen Teil in den Händen war das Team bereit, es am Auto anzubringen und weiter Daten zu sammeln.

Höhere Materialleistung als bisher

„Das war neu für uns. In der Vergangenheit haben wir bereits die additive Fertigung eingesetzt, aber wir hatten nicht die Möglichkeit, dies so unmittelbar zu tun“, erklärte Doe.„Außerdem wiesen die Materialien, die wir beim METHOD X verwendet haben, insbesondere die Nylon-Kohlefaser, eine höhere Leistung auf als andere Materialien in den vergangenen Jahren. Es gibt eine ganze Reihe von Teilen im Auto, wie beispielsweise die Motorräume und die Radseite in der Nähe der Bremsen, wo die Umgebungstemperaturen bis zu 120°C erreichen und wo traditionelle FDM-Materialien ungeeignet sind, was uns zwang, auf Aluminium zurückzugreifen, was sehr kostspielig ist. In diesem Fall waren wir in der Lage, Teile aus Nylon-Kohlefaser zu drucken, die in der Lage ist, sehr hohen Temperaturen standzuhalten. Das hat uns wirklich den Zugang zu vielen neuen Anwendungen eröffnet.“

„Wir haben diese Maschine im Truck mitgeführt und mitten im Nirgendwo gedruckt; buchstäblich dort, wo man keine Spuren von Zivilisation sieht, und doch sind wir hier und nutzen diese industrielle 3D-Drucktechnologie.“

– Paul Doe, Chief Engineer, Prodrive

Doe fährt fort: „Da die Dichte der von uns verwendeten Materialien im Vergleich zu herkömmlichen Aluminium- oder Stahlkonstruktionen so gering war, konnten wir Teile herstellen, die viel leichter waren als ein traditionelles Teil gewesen wäre. Und es erlaubte uns unbegrenzte Freiheit, unsere Teile effektiv zu testen.“

Teile, die Leistung bringen, aber auch gut aussehen

Mit der Nylon-Kohlefaser druckte das BRX-Team auch eine leichte, skulpturale Halterung für eine der Düsen des Feuerlöschsystems in der Mitte des Cockpits. Aufgrund der schieren Größe der Autos wurde jedes Fahrzeug mit zwei Feuerlöschsystemen ausgestattet. Mit einem extrem heißen Turbomotor, einem 500-Liter-Treibstofftank und anderen hochentzündlichen Materialien ist der Brandschutz von entscheidender Bedeutung. Normalerweise hätte das Team diese Düse aus herkömmlichem, schwerem Metall wie Stahl oder Aluminium herstellen müssen, was zeit- und kostenintensiv ist. Nylon-Kohlefaser ist aufgrund ihrer hohen Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Steifigkeit eine ideale, leichte Alternative zu Metall.

„Wir wollten so weit wie möglich von der typischen Aluminiumhalterung wegkommen und stattdessen ein hochwertigeres Gefühl im Cockpit haben. Der METHOD X erlaubte uns, mit einer neuen Art von Düse zu experimentieren. Die geformte Halterung war eine schöne Balance aus Form und Funktion. Tatsächlich sah sie 10 Mal besser aus als das, was wir in der Vergangenheit hatten, und das ohne ungeheuerliche Kosten“, sagte Doe.

„Mit den METHOD X 3D-Druckern in der Nähe und einem digitalen Bestand an Teilen und Werkzeugen sind wir in der Lage, auf Abruf zu drucken und agiler und effizienter zu arbeiten. Wir haben sehr ehrgeizige Pläne, um die Anzahl der Fahrzeuge auf unserer Roadmap in den kommenden Jahren zu erhöhen. Wenn wir weiter skalieren, werden wir möglicherweise mehr als nur zwei Drucker in unserer Sammlung benötigen. Die Kosten sind im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren relativ gering, aber die Investition wird sich auf lange Sicht auszahlen. Wir haben eine Menge Projekte vor uns, also wird es mehr Gelegenheiten geben, die METHOD X Drucker zu testen“, schließt Doe.