WO2021228511A1 - Verfahren zur herstellung eines fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines karosseriestrukturbauteils eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines karosseriestrukturbauteils eines fahrzeugs Download PDF

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WO2021228511A1
WO2021228511A1 PCT/EP2021/060190 EP2021060190W WO2021228511A1 WO 2021228511 A1 WO2021228511 A1 WO 2021228511A1 EP 2021060190 W EP2021060190 W EP 2021060190W WO 2021228511 A1 WO2021228511 A1 WO 2021228511A1
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component
structural component
connecting body
vehicle
section
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PCT/EP2021/060190
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Thiemo Fieger
Felix Haeckel
Alexander Fickerl
Johannes Staeves
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a vehicle structural component, in particular a body structural component of a vehicle.
  • Corresponding methods for producing a vehicle structural component are basically known from the prior art. So it is common to use components of a body of a vehicle in the course of a forming process, e.g. B. in the course of an extrusion process and / or in a stamping process.
  • the individual components are then connected at connection points via force-fit and / or form-fit connections.
  • the components are connected by means of screw, rivet and / or welded connections.
  • the components are brought together as gap-free as possible and / or with the formation of small gap dimensions and connected to one another by means of a connecting means (e.g. a screw or a rivet) and / or by means of a welding process.
  • the invention is based on the object of specifying a method which improves the quality of the vehicle structural components to be produced, in particular the body components of a vehicle, in particular with regard to a simple, fast and automated measure, and enables automated production as far as possible.
  • the object is achieved by a method for producing a vehicle structural component, in particular a body structural component of a vehicle, according to claim 1.
  • the device according to claim 9 or the vehicle structural component according to claim 14 also achieve this object.
  • the dependent claims relate to possible embodiments of the method, the device or the vehicle structural component.
  • the invention relates to a method for producing a vehicle structural component, in particular a body structural component of a vehicle, comprising the following method steps: a) providing at least one first and at least one further component body and b) additive construction of at least one Connecting body in the course of an additive manufacturing process, for example the connecting body can be built up in the course of a build-up welding process.
  • the method is characterized in that the at least two component bodies are connected by the at least one connecting body, with this connecting occurring or taking place during the at least partial, in particular complete, additive construction of the connecting body to form the vehicle structural component, in particular the body structural component.
  • connection body is connected by means of an additively constructed connection body and the connection of the component bodies takes place at least in sections, in particular completely, during the construction or during the additive manufacturing process for the formation of the connection body, enables a vehicle structural component, in particular a body structural component, to be created in a simple and automated manner , getting produced.
  • vehicle structural component can also be referred to as a hybrid component, since two prefabricated component bodies are connected to one another by the assembly process of the connecting body and the connecting body itself forms a section of the vehicle structural component to be manufactured.
  • the additive structure of the connecting body enables, for example, both a connection of the component bodies and the implementation of a functionally advantageous geometry between the component bodies. It is possible to use topology-optimized welding tracks and / or weld seams, e.g. B. by means of a 3D printing robot to build up as a connecting body.
  • the optimization of the topology and / or the geometric shape of the connecting body can be optimized, for example, with regard to a force flow in the intended use of the vehicle structural component, in particular the body structural component.
  • the additively manufactured connecting body can also be used, for example, to bridge a gap between the component bodies and / or to achieve length compensation of at least one component body.
  • an integration of a multiplicity of functions in a vehicle structural component, in particular in a body structural component can be brought together or mapped.
  • a chassis component such as a suspension arm
  • the first component body can form the chassis component at least in sections and the further component body can form the electric motor housing at least in sections, the additively constructed connecting body forming at least a section of the chassis component and / or the electric motor housing and connecting the two component bodies to one another.
  • the at least one connecting body at least partially, in particular completely, surrounds the first and / or at least one further (prefabricated) component body or surrounds it in the final state.
  • the connecting body can surround the first and / or further component body in such a way that the component body surrounded by the connecting body cannot pass through any opening section of the connecting body.
  • at least one component body can be caught, at least in sections, in a cavity formed by the connecting body.
  • the cavity of the connecting body can be delimited at least in sections by a further component body, so that the cavity in which at least one first component body is arranged or formed is surrounded or enclosed by an assembly formed from at least one connecting body and at least one further component body.
  • the vehicle structural component can be designed at least in sections, in particular completely, as at least one component of a body, preferably as a body structural component, and / or a chassis and / or a drive.
  • the vehicle structural component, in particular the body structural component can for example have a maximum length of greater than 1.00 meter, preferably greater than 1.50 meters, particularly preferably greater than 2.00 meters, most preferably greater than 3.00 meters.
  • the device for the additive construction of the connecting body between the at least two component bodies must have a correspondingly large and / or adaptable installation space, so that it is possible to accommodate a correspondingly large assembly for producing the vehicle structural component.
  • the vehicle structural component in particular the body structural component, can be at least partially, in particular completely, as a bulkhead and / or as a passenger cell and / or as a luggage compartment and / or as a vehicle pillar, preferably A-pillar and / or B-pillar and / or C-pillar and / or D-pillar, be formed.
  • the vehicle structural component for example, at least one component of an engine support and / or a spring support and / or a side member and / or a cowl and / or a front axle support and / or a rear axle support and / or an electric motor housing and / or a support or a housing of an electrical energy storage device and / or or a rocker panel and / or a seat support, in particular a seat crossmember, and / or a floor panel and / or a torsion ring and / or a rear longitudinal member and / or a tailgate and / or a spring strut support.
  • the vehicle structural component can completely form or include at least one of the aforementioned components.
  • a functional structure is formed and / or is formed or can be formed in or on the at least one connecting body.
  • the functional structure is built up or formed at least in sections, in particular completely, in the course of the additive construction of the connecting body.
  • the additive construction process for the formation of the connecting body opens up a high degree of design and manufacturing-related freedom in the shape or in the shaping of the connecting body.
  • cavities and / or undercuts and / or any geometric shapes can be formed or built up in a simple and convenient manner.
  • a functional section designed as a cavity and / or as a highlight can be formed on the connecting body in a simple and economical manner.
  • connection body can optionally protrude or be built into a recess and / or a main extension volume of at least one component body, so that by a corresponding configuration this section of the connection body protruding into the recess or the main extension volume of at least one component body can optionally be inserted at these locations
  • Functional section can be built up and / or can be designed or is designed to continue from the component body.
  • the functional structure can be designed, for example, at least in sections, in particular completely, as a section set up for guiding a medium and / or as an interface for fastening and / or for receiving a connection body.
  • the functional structure and the medium that can be conveyed therein are preferably used as a heat exchanger.
  • a wall section of the functional structure on the heat exchanger side that can be guided by the medium interacts with a further channel carrying a further medium, so that thermal energy can be transported between the first medium and the further medium via this wall or a partial volume of the connecting body.
  • the section of the connecting body that carries a medium can, for example, have at least a section, in particular a complete, media-tight structure, so that, in normal operation, the medium can be guided or transported almost, in particular completely, in the media-tight structure in a loss-proof manner.
  • the structure can be designed as a media-tight channel.
  • the functional structure of the connection body itself can be completely finished or have the properties intended for the intended use.
  • the functional structure after completion of the additive construction of the connecting body, has an intermediate state, in particular an intermediate state that does not have the properties of the functional structure provided in intended use, and the target properties of the connecting body, in particular, only after passing through at least one further method step the functional structure of the connecting body.
  • a surface of the functional structure can be coated at least in sections, in particular completely. Such a coating can e.g. B. increase or generate the media tightness of the functional structure.
  • the functional structure can form part of a heat exchanger at least in sections, in particular completely.
  • a temperature control medium is guided through or on the functional structure by means of a channel-like functional structure, it being possible for thermal energy to be emitted or absorbed by thermal interaction with the connecting body and / or with at least one component body.
  • the functional structure can be used to form a cooling and / or heating circuit which extends from at least its component body to the functional structure.
  • the functional structure can be designed, for example, for fastening and / or for receiving a connection body in the manner of a flange.
  • the functional structure can have a threaded section and / or a structure corresponding to a connecting means (e.g.
  • the functional structure can form an interface for fastening and / or receiving a connection body, the interface serving for at least temporary fastening and / or for at least temporarily bringing it into contact with a holder of a device for building up the connection body.
  • This holder can, for example, at least partially, in particular completely, form a component of the vehicle structural component present in the final state and / or in the manner of an assembly aid and / or transport aid, in particular for the logistics of the vehicle structural component, before the vehicle structural component is used as intended, at least partially, in particular completely to be removed.
  • connection body which can be fastened directly or indirectly to the at least one connection body can comprise, for example, a cladding component and / or a functional component and / or a crash component.
  • a connection body can also be designed as a holder, so that by means of the holder a further component, e.g. B. a hydraulic and / or pneumatic line and / or an electrical line and / or other elements, can be releasably or non-releasably attached or are attached.
  • the functional structure of the at least one connecting body can, for example, at least in the intended use state of the vehicle structural component, continue in a functional section of the first and / or the at least one further component body and / or correspond to this functional section.
  • the functional structure on the connection body side and at least one functional section on the component body side together form a section or channel set up for guiding a medium.
  • the medium can, for example, be guided from the functional section on the component body side to the functional structure on the connection body side or be guided between them.
  • the functional section and the functional structure can be designed as channel sections within each of them Medium can be transported from at least one component body to a connecting body and / or vice versa.
  • a medium guided in or on a first functional section of a first component body is guided or transported or can be transported via a first transition area to a functional structure on the connection body and from the functional structure on the connection body to a further functional section of a further component body .
  • at least one functional section on the component body side and a functional structure on the connection body side connected to it can form a channel structure for guiding a medium.
  • the connecting body can be built up, for example, by a powdery building material and / or by an additive manufacturing method using a liquid building material.
  • the connecting body is preferably made by a build-up welding process, and is particularly preferred
  • the connecting body is built up by means of a load deposition welding process or a plasma powder deposition welding process. That
  • LMD Laser Metal Deposition
  • DMD Direct Metal Deposition
  • Cadding Laser Cladding
  • a laser is used to melt metal powder, whereby the building material is not in a powder bed - as in other additive manufacturing processes (e.g. selective laser melting (SLM)) - but rather the building material is, in particular in powder form, via a feed nozzle injected or introduced into the laser beam in order to fuse it and solidify it with the material already present.
  • SLM selective laser melting
  • a melt pool is generated on a component surface by means of a laser, into which metal powder is automatically introduced by means of a nozzle Caterpillars, which result in the superstructures on existing base bodies or on the component bodies.
  • the first and / or the further component body can be or have been manufactured, for example, in a non-additive manufacturing process, preferably in a casting process and / or in a machining process.
  • a vehicle structural component, in particular a body structural component can thus be produced which forms a hybrid component, the sections of which have been manufactured at least in sections, in particular completely, using different manufacturing processes. It is thus possible for a first and / or a further component body to be produced in a forming process and then to be connected to a further component body in the course of the additive construction of the connecting body.
  • the further component body can in this case have been produced, for example, in an additive or in a subtractive and / or in a forming production process.
  • the assembly is formed from the at least two component bodies and the connecting body is subjected to a further process process after the component bodies have been connected to the connecting body.
  • This further method process can include at least a section-wise reshaping and / or coating and / or thermal treatment of the assembly.
  • the invention also relates to a device for producing a vehicle structural component, in particular a body structural component of a vehicle, in particular using a method described herein.
  • This device is characterized by a) a holding device for holding a first and at least one further component body and by b) a construction device for the additive construction of at least one connection body, the at least two component bodies for formation during the at least partially, in particular complete, additive construction of the connection body of the vehicle structural component, in particular the body structural component, are connected and / or can be connected by the connecting body.
  • the holding device comprises a first holding means for holding the first component body and a further holding means for holding the at least one further component body.
  • the first component body can preferably be moved via the first holding means independently of the at least one further component body held via the second holding means.
  • the holding means can be set up, for example, in such a way that they can be displaced independently of one another. In this way, at least one held by at least one holding means can Component body can be changed in its relative position and / or alignment to a further component body, in particular held by a further holding means.
  • a first and a further component body can be positioned and / or aligned as desired within a space, in particular a building chamber for the additive construction of the connection body, in order to provide the means of the additive construction device for producing the connection body with sufficient accessibility to the connection body as intended To enable places.
  • a targeted relative movement between the first component and the at least one further component can be enabled in that the at least two holding means of the holding device holding the respective components are controlled or moved accordingly.
  • at least one third holding means can be arranged or formed, which at least partially, in particular completely, enables the at least one connecting body to be held and / or supported at least temporarily.
  • the individual holding means of the holding device can, for example, be displaceable in their position and / or orientation independently of one another or can be changed in a controllable manner.
  • the holding means of the holding device can be designed, for example, as flexibly controllable fixing elements and / or as a flexibly controllable receiving device.
  • the holding means can thus comprise, for example, as lifting cylinders that can be extended from the floor or as robot arms that can freely align and / or position the component bodies held by them and / or at least one at least partially constructed connecting body in the three-dimensional installation space.
  • This z. B. a secure and defined alignment and / or positioning of the component body for the additive construction of the connecting body and / or for a subsequent step can be achieved.
  • At least one component body, in particular all component body, and / or the at least one connecting body can or can be at least temporarily connected and / or connectable to the holding device, for example, by a force-fit and / or form-fit and / or material connection.
  • a force-fit and / or form-fit and / or material connection By temporarily fixing the at least one component body and / or the at least one connecting body to the holding device, an undesired mechanical Stress on the assembly under construction can be prevented.
  • the support or holding of the connecting body, in particular not yet finished in its geometric shape, by means of the holding device can prove to be advantageous in order to achieve its target geometry and / or around to achieve the physical and / or chemical target properties of the assembly, formed from at least two component bodies and the connecting body.
  • the holding device can, for example, comprise at least one holding means that can be extended from a floor area and / or from a wall area of an installation space of the device for the additive construction of the connecting body.
  • the at least one holding means is preferably designed as, in particular exclusively, linearly displaceable holding means.
  • at least one holding means, in particular all holding means can be moved essentially along a line of action of the force of gravity.
  • the holding device comprises a multiplicity of, in particular regularly arranged, holding means which can be moved to hold and / or support at least one component body, in particular at least two component bodies, and / or the at least one connecting body, in particular from a base and / or or wall area of an installation space of an additive manufacturing device for producing the connecting body, movable or extendable.
  • the holding means can, for. B.
  • the holding device executes a movement of at least one holding means during the additive construction of the connecting body, in such a way that one on at least one component body and / or the connecting body during the Structure of the connecting body acting tension and / or compressive force is changed or can be changed.
  • a bias z. B. a torque
  • a targeted, in particular selective and area-dependent, influencing of the physical properties, in particular the component properties, of the vehicle structural component, in particular the body structural component can be achieved.
  • the invention also relates to a vehicle structural component, in particular a body structural component, produced according to or in a method described herein.
  • vehicle structural component can be characterized, for example, by a section formed by a first component body and a second section formed by a further component body and by a third section formed by an additively constructed connecting body, a functional structure of the vehicle structural component being at least partially, in particular completely, from the first section to the third section and / or from the second section to the third section.
  • the functional structure preferably extends, in particular uninterruptedly or continuously, over the first, second and third sections.
  • the functional structure can be present at least in sections in the three sections and at least extend over at least one section while forming a common or cohesive structure.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of a device for the additive production of a connecting body and for connecting component bodies to connecting bodies according to an exemplary embodiment
  • 2 shows a basic illustration of a vehicle structural component, in particular a body structural component, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a device 1 for executing a method for producing a vehicle structural component 2, in particular a body structural component of a vehicle (not shown).
  • the method comprises the following method steps: a) providing at least one first and at least one further component body 3, 4, 5, b) additive construction of at least one connecting body 6, 6 ′, 6 ′′, with a connection of the at least two component bodies 3, 4, 5 through the at least one connecting body 6, 6 ', 6 "during the at least partial, in particular complete, additive construction of the at least one connecting body 6, 6', 6" to form the
  • Vehicle structural component 1 in particular the body structural component.
  • the first component body 3 is connected to the further component body 4 via the connecting body 6 and via the further connecting body 6 ′′.
  • the vehicle structural component 2 shown in FIG. 1 comprises three four component bodies 3, 4, 5, which are each connected indirectly or directly via connecting bodies 6, 6 ‘, 6 ′′.
  • the vehicle structural component 2 can be designed, for example, at least in sections, in particular completely, as at least one component of a body, preferably as a body structural component, and / or a chassis and / or a drive.
  • a first component body 3 forms part of a vehicle engine and a second component body 4 forms part of an electrical energy store and / or a housing of an electrical energy store.
  • a third component body 5 can form a support structure element of a vehicle.
  • the vehicle structural component 2 in particular the body structural component, can at least in sections, in particular completely, as a bulkhead and / or as a passenger compartment and / or as a luggage compartment and / or as a vehicle pillar, preferably A-pillar and / or B-pillar and / or C-pillar and / or D-pillar.
  • a functional structure 7 can be formed in or on the connecting body 6, 6 ', 6'.
  • the functional structure 7 is embodied in FIG. 2, for example, as a channel-like cavity of the connecting body 6, 6 ‘, 6 ′′.
  • the functional structure 7 can at least in sections, in particular completely, be built up or also formed in the course of the additive construction of the at least one connecting body 6, 6 ', 6' '. Because the additive structure enables a high degree of freedom in the geometric configuration of the connecting body 6, 6 ‘, 6 ′′, the functional structure 7 can be built up at least in sections, in particular completely, in the course of the additive structure by appropriate control of the additive manufacturing device.
  • the functional structure 7 can, at least in sections, in particular completely, as a section set up to guide a, in particular liquid, medium
  • connection body 8 or as a channel (see FIG. 2) and / or as an interface 20 for fastening and / or for receiving a connection body 19.
  • the functional structure 7 and the, in particular liquid, medium which can be guided or guided therein are preferably used as a heat exchanger.
  • the section 8 or the functional structure 7 of the connecting body 6 has a reservoir 18.
  • the connecting body 6 can have an interface 20 via which a connecting body 19 can be fastened in a form-fitting and / or force-fitting manner.
  • the connection body 19 can be fastened via an interface 20 designed as a recess on the connection body side, the connection body 19 here has an engagement means corresponding to the recess.
  • the functional structure 7 of the connecting body 6, 6 ', 6' can be at least as intended
  • the functional section 9 is designed within the first component body 3 as a channel extending there, which continues in a functional structure 7 of the connecting body 6 designed as a channel section.
  • the functional section 7 has a volume-enlarged area 11, which can serve, for example, as a reservoir 18 and / or as a retention area for a, in particular liquid or powdery, medium that is guided or can be guided within the channel-like functional structure 7.
  • the channel tapers in the direction of the second component body 4 in such a way that a corresponding or stepless transfer of this medium results in the area of the transition from the connecting body 6 to the functional section 10 of the second component body 4.
  • the connecting body 6, 6 ’, 6 ′′ can be built up, for example, by a powdery building material and / or by an additive manufacturing process using a liquid building material.
  • the connecting body 6, 6 ", 6" can preferably be built up by a build-up welding process, particularly preferably by a load-surfacing welding process or by a plasma-powder build-up welding process.
  • the robot devices 12, 12 'shown in FIG. 1 can be designed in such a way that they can carry out a laser deposition welding process within the installation space 13 of the device 1.
  • the first and / or the at least one further component body 3, 4, 5 can be or have been manufactured, for example, in a non-additive manufacturing process, preferably in a casting process and / or in a machining process.
  • the first and / or the at least one further component body 3, 4, 5 can have been built up at least in sections, in particular completely, in an additive manufacturing process that differs from the additive manufacturing process of the connecting body.
  • the device 1 for producing a vehicle structural component 2, in particular a body structural component of a vehicle can for example, in particular using a method according to one of the preceding claims, be characterized by a) a holding device 14 for holding a first and at least one further component body 3, 4, 5, b) a construction device 15 for the additive construction of at least one connection body 6, 6 ', 6 ", wherein during the at least partial, in particular complete, additive construction of the at least one connection body 6, 6' , 6 "the at least two component bodies 3, 4, 5 for forming the vehicle structural component 2, in particular the body structural component, by means of which at least one connecting body 6, 6 ', 6" are connected and / or can be connected.
  • the assembly device 15 can include, for example, at least one, in particular a multiplicity, of robot devices 12, 12 'which enable a connection body 6, 6', 6 '' to be built up within an installation space 13.
  • the holding device 14 can comprise, for example, a first holding means 16 for holding the first component body 3 and a further holding means 17 for holding the at least one further component body 4.
  • the first component body 3 can preferably be moved, in particular positioned and / or aligned, via the first holding means 16, independently of the at least one further component body 4, 5 held via the second holding means 17.
  • At least one component body 3, 4, 5, in particular all of the component bodies 3, 4, 5, and / or at least one connecting body 6, 6 ′, 6 ′′ can be connected to of the holding device 14, in particular with at least one holding means 16, 17, at least temporarily connected and / or connectable.
  • the at least one component body 3, 4, 5 and / or the at least one connecting means 6, 6 ', 6 ′′ can rest on the holding means 16, 17, that is, for example, that the component body 3, 4, 5 and / or the at least one connecting means 6, 6 ′, 6 ′′ rests on the holding means 16, 17 by its own weight and thus due to gravity, preferably statically determined or resting.
  • the holding device 14 can comprise, for example, at least one holding means 16, 17 that can be extended from a floor area 18 and / or from a wall area of an installation space 13 of the device 1 for the additive construction of the connecting body 6, 6 ′, 6 ′′.
  • the at least one holding means 16, 17 is preferably designed as, in particular exclusively, linearly displaceable holding means 16, 17.
  • the holding device 14 can, for example, a plurality of, In particular, regularly arranged and linearly from the bottom area 18 of the installation space 13 of the device 1 for the additive construction of the connecting body 6, 6 ', 6 "include holding means 16, 17.
  • the holding means 16, 17 serve to hold and / or support at least one component body 3, 4, 5 and / or the at least one connecting body 6, 6 ', 6 ".
  • FIG. 1 by way of example, in front of the vehicle structural component 2, a row of holding means 16, 17 lying next to one another is shown, which have moved out of the floor area 18 at different height levels in the Z direction.
  • the invention relates to a
  • Vehicle structural component 2 in particular a body structural component, produced in a method described herein.
  • the vehicle structural component 2 can have a first section formed by a first component body 3 and a second section formed by a further component body 4, 5 and a third section formed by an additively constructed one
  • Connecting bodies 6, 6 ′, 6 ′′ comprise section, a functional structure 7 extending at least in sections, in particular completely, from the first section to the third section and / or from the second section to the third section, the functional structure 7 preferably extending , in particular without interruption, over the first, second and third sections.
  • the functional structure 7 extending over the three sections is formed by the functional structure 7 of the connecting body 6, 6 ′, 6 ′′ and the adjoining functional sections 9, 10 of the first and the further component body 3, 4.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils (2), insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen wenigstens eines ersten und wenigstens eines weiteren Bauteilkörpers (3, 4, 5), - additives Aufbauen eines Verbindungskörpers (6, 6', 6"), wobei - das Verbinden der wenigstens zwei Bauteilkörper (3, 4, 5) durch den wenigstens einen Verbindungskörper (6, 6', 6") während des zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, additiven Aufbaus des wenigstens einen Verbindungskörpers (6, 6', 6") zur Ausbildung des Fahrzeugstrukturbauteils (2), insbesondere des Karosseriestrukturbauteils, erfolgt.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs.
Entsprechende Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines Karosseriebauteils eines Fahrzeugs, sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. So ist es üblich, Bauteile einer Karosserie eines Fahrzeugs in Zuge eines Umformverfahren, z. B. im Zuge eines Strangpressverfahren und/oder in einem Stanzverfahren, herzustellen. Die einzelnen Bauteile werden dann an Verbindungsstellen über kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen verbunden. Beispielsweise erfolgt ein Verbinden der Bauteile vermittels Schraub-, Niet- und/oder Schweißverbindungen. Hierbei werden die Bauteile möglichst spaltfrei und/oder unter Ausbildung geringer Spaltmaße zusammengeführt und vermittels eines Verbindungsmittels (z. B. einer Schraube oder eines Niets) und/oder vermittels eines Schweißprozesses miteinander verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie automatisierte Maßnahme die Qualität der herzustellenden Fahrzeugstrukturbauteile, insbesondere der Karosseriebauteile eines Fahrzeugs, verbessert und eine möglichst weitgehende automatisierte Herstellung ermöglicht. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteil eines Fahrzeugs, gemäß Anspruch 1 gelöst. Auch die Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder das Fahrzeugstrukturbauteil gemäß Anspruch 14 löst diese Aufgabe. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens, der Vorrichtung bzw. des Fahrzeugstrukturbauteils.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs, umfassend folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen wenigstens eines ersten und wenigstens eines weiteren Bauteilkörpers und b) additives Aufbauen wenigstens eines Verbindungskörpers im Zuge eines additiven Herstellungsverfahrens, beispielsweise kann der Verbindungskörper im Zuge eines Auftragsschweißverfahrens aufgebaut werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Verbinden der wenigstens zwei Bauteilkörper durch den wenigstens einen Verbindungskörper erfolgt, wobei dieses Verbinden während des zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, additiven Aufbaus des Verbindungskörpers zur Ausbildung des Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere des Karosseriestrukturbauteils sich ergibt bzw. erfolgt. Dadurch, dass die Bauteilkörper vermittels eines additiv aufgebauten Verbindungskörpers verbunden werden und die Verbindung der Bauteilkörper zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, während des Aufbaus bzw. während des additiven Herstellungsverfahren zur Ausbildung des Verbindungskörpers erfolgt, kann auf einfache und automatisierte Weise ein Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere ein Karosseriestrukturbauteil, hergestellt werden. Das Fahrzeugstrukturbauteil kann auch als Hybridbauteil bezeichnet werden, da zwei vorgefertigte Bauteilkörper durch den Aufbauprozess des Verbindungskörpers miteinander verbunden werden und der Verbindungskörper selbst einen Abschnitt des zu fertigenden Fahrzeugstrukturbauteils ausbildet.
Der additive Aufbau des Verbindungskörpers ermöglicht beispielsweise sowohl eine Verbindung der Bauteilkörper als auch eine die Umsetzung einer funktional vorteilhaften Geometrie zwischen den Bauteilkörpern. So ist es möglich, topologieoptimierte Schweißbahnen und/oder Schweißnähte, z. B. vermittels eines 3D-Druck Roboters, als Verbindungskörper aufzubauen. Die Optimierung der Topologie und/oder der geometrischen Form des Verbindungskörpers kann beispielsweise bzgl. eines Kraftflusses im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere des Karosseriestrukturbauteil, zu optimieren. Der additiv hergestellte Verbindungskörper kann beispielsweise auch verwendet werden, um einen Spalt zwischen den Bauteilkörpern überbrücken und/oderum einen Längenausgleich wenigstens eines Bauteilkörpers zu erwirken.
Durch die Herstellung eines derartigen Hybridbauteils kann beispielsweise eine Integration einer Vielzahl von Funktionen in einem Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere in einem Karosseriestrukturbauteil, zusammengeführt bzw. abgebildet werden. So kann z. B. eine Integration einer Fahrwerkskomponente, wie beispielsweise eines Fahrwerkslenkers, mit einem Elektromotorgehäuse erfolgen, dabei kann der erste Bauteilkörper zumindest abschnittsweise die Fahrwerkskomponente und der weitere Bauteilkörper zumindest abschnittsweise das Elektromotorgehäuse ausbilden, wobei der additiv aufgebaute Verbindungskörper wenigstens einen Teilabschnitt der Fahrwerkskomponente und/oder des Elektromotorgehäuses ausbildet und die beiden Bauteilkörper miteinander verbindet.
Es ist möglich, dass der wenigstens eine Verbindungskörper zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, den ersten und/oder wenigstens einen weiteren (vorgefertigten) Bauteilkörper umbaut bzw. im Endzustand umgibt. Dabei kann der Verbindungskörper den ersten und/oder weiteren Bauteilkörper derart umgeben, dass der von dem Verbindungskörper umgebene Bauteilkörper nicht durch einen etwaigen Öffnungsabschnitt des Verbindungskörpers hindurchtreten kann. Mit anderen Worten kann wenigstens ein Bauteilkörper in einem durch den Verbindungskörper ausgebildeten Hohlraum zumindest abschnittsweise gefangen sein. Der Hohlraum des Verbindungskörpers kann zumindest abschnittsweise durch einen weiteren Bauteilkörper begrenzt sein, sodass der Hohlraum, in welchem zumindest ein erster Bauteilkörper angeordnet oder ausgebildet ist, durch eine Baugruppe gebildet aus zumindest einem Verbindungskörper und wenigstens einem weiteren Bauteilkörper umgeben bzw. umschlossen ist.
Es ist möglich, dass das Fahrzeugstrukturbauteil zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als zumindest ein Bestandteil einer Karosserie, bevorzugt als Karosseriestrukturbauteil, und/oder eines Fahrgestells und/oder eines Antriebs ausgebildet ist. Das Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere das Karosseriestrukturbauteil, kann beispielsweise eine maximale Längenerstreckung von größer 1,00 Meter, bevorzugt von größer 1,50 Meter, besonders bevorzugt von größer 2,00 Meter, höchst bevorzugt von größer 3,00 Meter, aufweisen. Hierbei muss die Vorrichtung zum additiven Aufbau des Verbindungskörpers zwischen den wenigstens zwei Bauteilkörper einen entsprechend großen und/oder adaptierbaren Bauraum aufweisen, sodass die Aufnahme einer entsprechend großen Baugruppe zur Herstellung des Fahrzeugstrukturbauteil ermöglicht wird. Das Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere Karosseriestrukturbauteil, kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als Spritzwand und/oder als Fahrgastzelle und/oder als Gepäckaufnahmeraum und/oder als Fahrzeugsäule, bevorzugt A-Säule und/oder B-Säule und/oder C-Säule und/oder D-Säule, ausgebildet sein. Ferner kann das Fahrzeugstrukturbauteil beispielsweise zumindest einen Bestandteil eines Motorträgers und/oder einer Federstütze und/odereines Längsträgers und/odereines Windlaufs und/oder eines Vorderachsträgers und/oder eines Hinterachsträgers und/oder eines Elektromotorgehäuses und/oder eines Trägers bzw. eines Gehäuses eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines Schwellers und/oder eines Sitzträgers, insbesondere eines Sitzquerträgers, und/oder eines Bodenblechs und/oder eines Torsionsrings und/oder eines Hecklängsträges und/oder einer Heckklappe und/odereiner Federbeinstütze ausbilden bzw. umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeugstrukturbauteil zumindest eines der vorgenannten Bauteile vollständig ausbilden bzw. umfassen.
Es ist möglich, dass in oder an dem wenigstens einen Verbindungskörper eine Funktionsstruktur ausgebildet wird und/oder ausgebildet ist bzw. ausbildbar ist. Insbesondere wird die Funktionsstruktur zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, im Zuge des additiven Aufbaus des Verbindungskörpers aufgebaut bzw. ausgebildet. Das additive Aufbauverfahren zur Ausbildung des Verbindungskörpers eröffnet einen hohen gestalterischen und fertigungstechnischen Freiheitsgrad in der Gestalt bzw. in der Formgebung des Verbindungskörpers. Beispielsweise können auf einfache und komfortable Weise Hohlräume und/oder Hinterschnitte und/oder beliebige geometrische Formen ausgebildet bzw. aufgebaut werden. Auf diese Weise kann auf einfache und ökonomische Weise ein als Hohlraum und/oder ein als Hervorhebung ausgebildeter Funktionsabschnitt an dem Verbindungskörper ausgebildet werden. Ferner kann optional der Verbindungskörper in eine Ausnehmung und/oder in ein Haupterstreckungsvolumen zumindest eines Bauteilkörper einragen bzw. hinein aufgebaut sein, sodass durch eine entsprechende Ausgestaltung dieses in die Ausnehmung bzw. in das Haupterstreckungsvolumen zumindest eines Bauteilkörper einragenden Abschnitt des Verbindungskörper an diesen Orten optional ein Funktionsabschnitt aufgebaut und/oder sich von dem Bauteilkörper fortführend ausgebildet werden kann bzw. ausgebildet ist.
Die Funktionsstruktur kann beispielsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als ein zur Führung eines Mediums eingerichteter Abschnitt und/oder als eine Schnittstelle zur Befestigung und/oder zur Aufnahme eines Anbindungskörpers ausgebildet sein. Bevorzugt wird die Funktionsstruktur und das darin führbare Medium als Wärmetauscher verwendet. Dabei kann beispielsweise zumindest abschnittsweise ein Wandabschnitt der das Medium führbaren wärmetauscherseitigen Funktionsstruktur in Wechselwirkung mit einem weiteren, ein weiteres Medium führenden Kanal stehen, sodass über diese Wandung bzw. überein Teilvolumen des Verbindungskörpers ein Transport thermischer Energie zwischen dem ersten Medium und dem weiteren Medium ausführbar ist.
Der ein Medium führende Abschnitt des Verbindungskörper kann beispielsweise eine zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständige, mediendichte Struktur aufweisen, sodass im bestimmungsgemäßen Betrieb das Medium nahezu, insbesondere vollständig, verliersicher in der mediendichten Struktur führbar bzw. transportierbar ist. Insbesondere kann die Struktur als mediendichter Kanal ausgebildet sein. Im Zuge des additiven Aufbaus des Verbindungskörpers kann die Funktionsstruktur des Verbindungskörpers selbst gänzlich fertig gestellt sein bzw. die für den bestimmungsgemäßen Gebrauch vorgesehene Eigenschaften aufweisen. Alternativ hierzu kann es optional vorgesehen sein, dass die Funktionsstruktur nach Abschluss des additiven Aufbaus des Verbindungskörpers einen Zwischenzustand, insbesondere einen nicht die im bestimmungsgemäßen Gebrauch vorgesehen Eigenschaften der Funktionsstruktur aufweisenden Zwischenzustand, aufweist und erst nach Durchlaufen wenigstens eines weiteren Verfahrensschritts die Zieleigenschaften des Verbindungskörpers, insbesondere der Funktionsstruktur des Verbindungskörpers, vorliegen. So kann beispielsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, eine Beschichtung einer Oberfläche der Funktionsstruktur erfolgen. Eine derartige Beschichtung kann z. B. die Mediendichtheit der Funktionsstruktur erhöhen oder erzeugen.
Die Funktionsstruktur kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, einen Teil eines Wärmetauschers ausbilden. Z. B. wird vermittels einer kanalartig ausgebildeten Funktionsstruktur ein Temperiermedium durch die oder an der Funktionsstruktur geführt, wobei durch thermische Wechselwirkung mit dem Verbindungskörper und/oder mit wenigstens einem Bauteilkörper thermische Energie abgegeben oder aufgenommen werden kann. Beispielsweise kann durch die Funktionsstruktur ein Kühl- und/oder Heizkreislauf ausgebildet sein, welcher sich von wenigsten seinem Bauteilkörper zu der Funktionsstruktur erstreckt. Die Funktionsstruktur kann beispielsweise zur Befestigung und/oder zur Aufnahme eines Anbindungskörpers nach Art eines Flanschs ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionsstruktur einen Gewindeabschnitt und/oder eine mit einem Verbindungsmittel (z. B. einem Niet oder einer Schraube) korrespondierende Struktur, z. B. eine Aufnahmeausnehmung, aufweisen. Mit anderen Worten kann die Funktionsstruktur eine Schnittstelle zur Befestigung und/oder zur Aufnahme eines Anbindungskörpers ausbilden, wobei die Schnittstelle zum zumindest temporären Befestigen und/oder zum zumindest temporären in Kontakt bringen mit einem Halter einer Vorrichtung zum Aufbau des Verbindungskörper dient. Dieser Halter kann dabei beispielsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, einen Bestandteil des im Endzustand vorliegenden Fahrzeugstrukturbauteils ausbilden und/oder nach Art einer Montagehilfe und/oder Transporthilfe, insbesondere für die Logistik des Fahrzeugstrukturbauteils, vordem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Fahrzeugstrukturbauteils von diesem zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, entfernt werden.
Als an den wenigstens einen Verbindungskörper mittelbar oder unmittelbar befestigbaren Anbindungskörper kann beispielsweise ein Verkleidungsbauteil und/oder ein Funktionsbauteil und/oder ein Crashbauteil umfassen. Auch kann beispielsweise ein Anbindungskörper als Halter ausgebildet sein, sodass vermittels des Halters ein weiteres Bauteil, z. B. eine hydraulische und/oder pneumatische Leitung und/oder eine elektrische Leitung und/oder anderweitige Elemente, lösbar oder unlösbar befestigt werden können bzw. befestigt sind. Die Funktionsstruktur des wenigstens einen Verbindungskörpers kann sich beispielsweise zumindest im bestimmungsgemäßen Gebrauchszustand des Fahrzeugstrukturbauteils in einem Funktionsabschnitt des ersten und/oder des wenigstens einen weiteren Bauteilkörpers fortsetzen und/oder mit diesem Funktionsabschnitt korrespondieren. Bevorzugt bildet die verbindungskörperseitige Funktionsstruktur und zumindest ein bauteilkörperseitiger Funktionsabschnitt gemeinsam einen zur Führung eines Mediums eingerichteten Abschnitt bzw. Kanal aus. Das Medium kann beispielsweise hierbei von dem bauteilkörperseitigen Funktionsabschnitt an die verbindungskörperseitige Funktionsstruktur geführt bzw. zwischen diesen geführt werden. Mit anderen Worten können der Funktionsabschnitt und die Funktionsstruktur als Kanalabschnitte ausgebildet sein innerhalb derer ein Medium von wenigstens einem Bauteilköper zu einem Verbindungskörper und/oder umgekehrt transportiert werden kann. Auch kann es optional vorgesehen sein, dass sich ein in oder an einem ersten Funktionsabschnitt eines ersten Bauteilkörpers geführtes Medium über einen ersten Übergangsbereich zu einer verbindungskörperseitigen Funktionsstruktur und von der verbindungskörperseitigen Funktionsstruktur zu einem weiteren Funktionsabschnitt eines weiteren Bauteilkörpers geführt bzw. transportiert wird bzw. transportierbar ist. Hierbei kann wenigsten ein bauteilkörperseitiger Funktionsabschnitt und eine mit diesem verbundene verbindungskörperseitiger Funktionsstruktur eine Kanalstruktur zum Führen eines Mediums ausbilden.
Der Verbindungskörper kann beispielsweise durch ein ein pulverförmiges Baumaterial und/oder durch ein ein flüssiges Baumaterial verwendendes additives Herstellungsverfahren aufgebaut werden. Bevorzugt wird der Verbindungskörper durch ein Auftragsschweißverfahren, besonders bevorzugt wird der
Verbindungskörper durch ein Lasterauftragsschweißverfahren oder durch ein Plasma-Pulver-Auftragsschweißverfahren, aufgebaut. Das
Auftragsschweißverfahren bzw. das Laserauftragsschweißen kann auch als „Laser Metal Deposition (LMD)“ oder als „Direct Metal Deposition (DMD)“ oder als „Cladding“ bzw. „Laser-Cladding“ bezeichnet werden. Dabei wird ein Laser verwendet, um Metallpulver zu schmelzen, wobei das Baumaterial nicht in einem Pulverbett - wie in anderen additiven Fertigungsverfahren (z. B. selektives Laserschmelzen (SLM) - vorliegt, sondern das Baumaterial wird, insbesondere in pulverförmiger Form, über eine Zuführdüse in den Laserstrahl eingedüst bzw. eingebracht, um dort dessen Verschmelzen und ein Verfestigen mit bereits vorliegenden Material zu erzielen. Mit anderen Worten wird auf einer Bauteiloberfläche vermittels eines Lasers ein Schmelzbad erzeugt, in welches vermittels einer Düse automatisiert Metallpulver eingebracht wird. Hierdurch entstehen miteinander verschweißte Raupen, welche die Aufbaustrukturen an bestehenden Grundkörpern bzw. an den Bauteilkörpern ergeben.
Der erste und/oder der weitere Bauteilkörper kann beispielsweise in einem nicht additiven Herstellungsverfahren, bevorzugt in einem Gießverfahren und/oder in einem spanenden Verfahren hergestellt werden bzw. worden sein. Damit kann ein Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere ein Karosseriestrukturbauteil, hergestellt werden, welches ein Hybridbauteil ausbildet, dessen Abschnitte zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, unter Verwendung unterschiedlicher Fertigungsverfahren hergestellt wurden. So ist es möglich, dass ein erster und/oder ein weiterer Bauteilkörper in einem Umformverfahren hergestellt wurde und im Anschluss daran im Zuge des additiven Aufbaus des Verbindungskörpers mit einem weiteren Bauteilkörper verbunden wird. Der weitere Bauteilkörper kann hierbei beispielsweise in einem additiven oder in einem subtraktiven und/oder in einem umformenden Herstellungsverfahren hergestellt worden sein. Auch ist es möglich, dass die Baugruppe gebildet aus den wenigsten zwei Bauteil körpern und dem Verbindungskörper nach dem Verbinden der Bauteilkörper mit dem Verbindungskörper einem weitere Verfahrensprozess unterzogen wird. Dieser weitere Verfahrensprozess kann ein zumindest abschnittsweises Umformen und/oder Beschichten und/oder thermisches Behandeln der Baugruppe umfassen.
Neben dem Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs, betrifft die Erfindung auch einen eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs, insbesondere unter Verwendung eines hierin beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch a) eine Halteeinrichtung zum Halten eines ersten und wenigstens eines weiteren Bauteilkörpers und durch b) eine Aufbaueinrichtung zum additiven Aufbau wenigstens eines Verbindungskörpers, wobei während des zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, additiven Aufbaus des Verbindungskörpers die wenigstens zwei Bauteilkörper zur Ausbildung des Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere des Karosseriestrukturbauteils, durch den Verbindungskörper verbunden werden und/oder verbindbar sind.
Es ist möglich, dass die Halteeinrichtung ein erstes Haltemittel zum Halten des ersten Bauteilkörpers und ein weiteres Haltemittel zum Halten des wenigstens einen weiteren Bauteilkörpers umfasst. Bevorzugt ist über das erste Haltemittel der erste Bauteilkörper unabhängig von dem über das zweite Haltemittel gehaltenen wenigstens einen weiteren Bauteilkörper bewegbar. Die Haltemittel können beispielsweise derart eingerichtet sein, dass sie unabhängig voneinander verlagerbar sind. Damit kann zumindest ein von wenigstens einem Haltemittel gehaltener Bauteilkörper in dessen relativen Lage und/oder Ausrichtung zu einem weiteren, insbesondere von einem weiteren Haltemittel gehaltenen, Bauteilkörper verändert werden. Folglich können beispielsweise ein erster und ein weiterer Bauteilkörper derart beliebig innerhalb eines Raums, insbesondere einer Baukammer zum additiven Aufbau des Verbindungskörpers, positioniert und/oder ausgerichtete werden, um Aufbaumitteln der additiven Aufbauvorrichtung zur Herstellung des Verbindungskörpers eine hinreichende Erreichbarkeit von bestimmungsgemäß mit dem Verbindungskörper zu versehenden Orten zu ermöglichen. Mit anderen Worten kann eine gezielte Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem wenigstens einen weiteren Bauteil dadurch ermöglicht werden, dass die wenigstens zwei, die jeweiligen Bauteile haltenden Haltemittel der Halteeinrichtung entsprechend angesteuert bzw. verfahren werden. Optional kann zumindest ein drittes Haltemittel angeordnet oder ausgebildet sein, welches ein zumindest abschnittsweises, insbesondere vollständiges, Halten und/oder Abstützen des wenigstens einen Verbindungskörpers zumindest temporär ermöglicht. Die einzelnen Haltemittel der Halteeinrichtung können beispielsweise unabhängig voneinander in deren Position und/oder Ausrichtung verfahrbar sein bzw. ansteuerbar verändert werden.
Die Haltemittel der Halteeinrichtung können beispielsweise als flexibel steuerbare Fixierungselemente und/oder als eine flexibel steuerbare Aufnahmevorrichtung ausgebildet sein. Damit können die Haltemittel als beispielsweise als aus dem Boden ausfahrbare Hubzylinder oder als Roboterarme, welche die durch diese gehaltenen Bauteilkörper und/oder wenigstens einen zumindest teilweise aufgebauten Verbindungskörper frei im dreidimensionalen Bauraum ausrichten und/oder positionieren können umfassen. Damit kann z. B. eine sichere und definierte Ausrichtung und/oder Positionierung der Bauteilkörper für den additiven Aufbau des Verbindungskörpers und/oder für einen Folgeschritt erreicht werden.
Wenigstens ein Bauteilkörper, insbesondere sämtliche Bauteilkörper, und/oder der wenigstens eine Verbindungskörper können bzw. kann beispielsweise durch eine kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssige Verbindung mit der Halteeinrichtung zumindest temporär verbunden und/oder verbindbar sein. Durch eine temporäre Fixierung des wenigstens einen Bauteilkörpers und/oder des wenigstens einen Verbindungskörpers an die Halteeinrichtung kann während der Herstellung des wenigstens einen Verbindungskörpers eine ungewünschte mechanische Beanspruchung der im Aufbau befindlichen Baugruppe verhindert werden. Insbesondere bei der Herstellung eines zumindest abschnittsweise filigranen und/oder mit einer Funktionsstruktur versehenen Verbindungskörpers kann sich die Abstützung bzw. das Halten des, insbesondere noch nicht in seiner geometrischen Form, fertiggestellten Verbindungskörpers vermittels der Halteeinrichtung als vorteilhaft erweisen, um dessen Zielgeometrie und/oder um die physikalischen und/oder chemischen Zieleigenschaften der Baugruppe, gebildet aus wenigstens zwei Bauteil körpern und dem Verbindungskörper, zu erreichen. Die Halteeinrichtung kann beispielsweise zumindest ein aus einem Bodenbereich und/oder aus einem Wandbereich eines Bauraums der Vorrichtung zum additiven Aufbau des Verbindungskörpers ausfahrbares Haltemittel umfassen. Bevorzugt ist das wenigstens ein Haltemittel als, insbesondere ausschließlich, linear verfahrbares Haltemittel ausgebildet. In einer optionalen Ausführungsform ist wenigstens ein Haltemittel, insbesondere sämtliche Haltemittel, im Wesentlichen entlang einer Kraftwirkungslinie der Schwerkraft verfahrbar.
Es ist möglich, dass die Halteeinrichtung eine Vielzahl von, insbesondere regelmäßig angeordneten, Haltemitteln umfasst, welche zum Halten und/oder Stützen wenigstens eines Bauteilkörpers, insbesondere wenigstens zweier Bauteilkörper, und/oder des wenigstens einen Verbindungskörpers bewegbar, insbesondere aus einem Boden- und/oder Wandbereich eines Bauraums einer additiven Fertigungsvorrichtung zur Herstellung des Verbindungskörper, bewegbar bzw. ausfahrbar, sind. Die Haltemittel können z. B. regelmäßig in einem Rasterangeordnet oder ausgebildet sein, sodass abhängig von der Geometrie des zuhaltenden ersten oder weiteren Bauteilkörpers und/oder des aufzubauenden Verbindungskörper gezielt bestimmte Haltemittel unabhängig von etwaigen weiteren Haltemitteln in eine Halteposition verfahren werden können, um den wenigsten einen Bauteilkörper in einer definierten Position und/oder Ausrichtung relativ zu einem weiteren Bauteilkörper und/oder zu einem Verbindungskörper zu platzieren.
In einer optionalen Ausführungsform kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtung während des additiven Aufbaus des Verbindungskörpers eine Bewegung von wenigstens einem Haltemittel ausführt, derart, dass eine auf wenigstens einen Bauteilkörper und/oder den Verbindungskörpers während des Aufbaus des Verbindungskörpers einwirkende Spannung und/oder Druckkraft verändert wird bzw. verändert werden kann. Beispielsweise kann durch eine Ansteuerung bzw. durch eine Bewegung der Haltemittel eine Vorspannung, z. B. ein Drehmoment, auf wenigstens einen Bauteilkörper und/oder auf den bis zum Bewegungszeitpunkt bereits aufgebauten Verbindungskörper eingebracht werden. Durch die Kraftbeaufschlagung auf das Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere auf das Karosseriestrukturbauteil, während des additiven Aufbaus des Verbindungskörper kann eine gezielte, insbesondere selektive und bereichsabhängige, Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Bauteileigenschaften, des Fahrzeugstrukturbauteils, insbesondere des Karosseriestrukturbauteil, erzielt werden.
Neben dem Verfahren und der Vorrichtung betrifft die Erfindung auch einen Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere Karosseriestrukturbauteil, hergestellt nach bzw. in einem hierin beschriebenen Verfahren. Das Fahrzeugstrukturbauteil kann beispielsweise gekennzeichnet sein durch einen, durch einen ersten Bauteilkörper ausgebildeten Abschnitt und einen zweiten, durch einen weiteren Bauteilkörper ausgebildeten Abschnitt und durch einen dritten, durch einen additiv aufgebauten Verbindungskörper ausgebildeten Abschnitt, wobei eine Funktionsstruktur des Fahrzeugstrukturbauteils sich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, von dem ersten Abschnitt zu dem dritten Abschnitt und/oder von dem zweiten Abschnitt zu dem dritten Abschnitt erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich die Funktionsstruktur, insbesondere ununterbrochen bzw. stetig, über den ersten, den zweiten und den dritten Abschnitt. Mit anderen Worten kann die Funktionsstruktur zumindest abschnittsweise in den drei Abschnitten vorliegen und sich zumindest unter Ausbildung einer gemeinsamen bzw. zusammenhängenden Struktur über wenigstens einen Abschnitt hinweg erstrecken.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auf die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie auf das erfindungsgemäße Fahrzeugstrukturbauteil übertragbar bzw. anzuwenden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur additiven Herstellung eines Verbindungskörpers und zum Verbinden von Bauteilkörpern mit Verbindungskörpern gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeugstrukturbauteil, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils 2, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs (nicht dargestellt), dargestellt. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen wenigstens eines ersten und wenigstens eines weiteren Bauteilkörpers 3, 4, 5, b) additives Aufbauen wenigstens eines Verbindungskörpers 6, 6’, 6”, wobei ein Verbinden der wenigstens zwei Bauteilkörper 3, 4, 5 durch den wenigstens einen Verbindungskörper 6, 6’, 6” während des zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, additiven Aufbaus des wenigstens einen Verbindungskörpers 6, 6’, 6” zur Ausbildung des
Fahrzeugstrukturbauteils 1 , insbesondere des Karosseriestrukturbauteils. So sind in der Ausführungsform gemäß Figur 1 der erste Bauteilkörper 3 über den Verbindungskörper 6 sowie über den weiteren Verbindungskörper 6” mit dem weiteren Bauteilkörper 4 verbunden. Im Endzustand umfasst das in Figur 1 gezeigte Fahrzeugstrukturbauteil 2 drei vier Bauteilkörper 3, 4, 5, welche jeweils über Verbindungskörper 6, 6‘, 6“ mittelbar oder unmittelbar verbunden sind.
Das Fahrzeugstrukturbauteil 2 kann beispielsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als zumindest ein Bestandteil einer Karosserie, bevorzugt als Karosseriestrukturbauteil, und/oder eines Fahrgestells und/oder eines Antriebs ausgebildet sein. Beispielsweise bildet in Figur 1 ein erster Bauteilkörper 3 einen Bestandteil eines Fahrzeugmotors und ein zweiter Bauteilkörper 4 einen Bestandteil eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines Gehäuses eines elektrischen Energiespeichers. Optional kann ein dritter Bauteilkörper 5 ein Tragstrukturelement eines Fahrzeugs ausbilden.
Das Fahrzeugstrukturbauteil 2, insbesondere Karosseriestrukturbauteil, kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als Spritzwand und/oder als Fahrgastzelle und/oder als Gepäckaufnahmeraum und/oder als Fahrzeugsäule, bevorzugt A-Säule und/oder B-Säule und/oder C-Säule und/oder D-Säule, ausgebildet sein.
In oder an dem Verbindungskörper 6, 6’, 6” kann beispielsweise eine Funktionsstruktur 7 ausgebildet sein bzw. ausgebildet werden. Die Funktionsstruktur
7 ist in Figur 2 beispielhaft als kanalartiger Hohlraum des Verbindungskörpers 6, 6‘, 6“ ausgebildet. Die Funktionsstruktur 7 kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, im Zuge des additiven Aufbaus des wenigstens einen Verbindungskörpers 6, 6’, 6” aufgebaut bzw. mit ausgebildet werden. Dadurch, dass der additive Aufbau einen hohen Freiheitsgrad in der geometrischen Ausgestaltung des Verbindungskörpers 6, 6‘, 6“ ermöglicht, kann durch entsprechende Ansteuerung der additiven Fertigungsvorrichtung die Funktionsstruktur 7 im Zuge des additiven Aufbaus zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, mit aufgebaut werden.
Die Funktionsstruktur 7 kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als ein zur Führung eines, insbesondere flüssigen, Mediums eingerichteter Abschnitt
8 bzw. als Kanal (vgl. Figur 2) und/oder als eine Schnittstelle 20 zur Befestigung und/oder zur Aufnahme eines Anbindungskörpers 19 ausgebildet sein. Bevorzugt wird die Funktionsstruktur 7 und das darin führbare bzw. geführte, insbesondere flüssige, Medium als Wärmetauscher verwendet. In Figur 2 weist der Abschnitt 8 bzw. die Funktionsstruktur 7 des Verbindungskörpers 6 ein Reservoir 18 auf. Zusätzlich oder alternativ kann der Verbindungskörper 6 über eine Schnittstelle 20 verfügen, über welche ein Anbindungskörper 19 form- und/oder kraftschlüssig befestigbar ist. Gemäß Figur 2 ist der Anbindungskörper 19 über eine als verbindungskörperseitig als Ausnehmung ausgebildete Schnittstelle 20 befestigbar, der Anbindungskörper 19 weist hierbei ein mit der Ausnehmung korrespondierendes Eingriffsmittel auf.
Wie aus Figur 2 beispielhaft dargestellt, kann sich die Funktionsstruktur 7 des Verbindungskörpers 6, 6’, 6” zumindest im bestimmungsgemäßen
Gebrauchszustand des Fahrzeugstrukturbauteils 2 in einem Funktionsabschnitt 9, 10 des ersten und/oder des wenigstens einen weiteren Bauteilkörpers 3, 4 fortsetzen und/oder mit diesem Funktionsabschnitt 9, 10 korrespondieren. Bevorzugt bildet die verbindungskörperseitige Funktionsstruktur 7 und zumindest ein bauteilkörperseitiger Funktionsabschnitt 9, 10 gemeinsam einen zur Führung eines, insbesondere flüssigen oder pulverförmigen, Mediums eingerichteten Abschnitt aus. In Figur 2 ist der Funktionsabschnitt 9 innerhalb des erste Bauteilkörper 3 als ein sich dort erstreckender Kanal ausgebildet, der sich in einer als Kanalabschnitt ausgebildeten Funktionsstruktur 7 des Verbindungskörpers 6 fortführt. Innerhalb des Haupterstreckungsvolumens des Verbindungskörper 6 weist der Funktionsabschnitt 7 eine volumenvergrößerten Bereich 11 auf, welcher beispielsweise als Reservoir 18 und/oder als Rückhalteberich für ein innerhalb der kanalartigen Funktionsstruktur 7 geführten oder führbaren, insbesondere flüssigen oder pulverförmigen, Medium dienen kann. Nach dem volumenvergrößerten Bereich 11 verjüngt sich der Kanal in Richtung des zweiten Bauteilkörpers 4 derart, dass sich im Bereich des Übergangs des Verbindungskörpers 6 zu dem Funktionsabschnitt 10 des zweiten Bauteilkörpers 4 eine korrespondierende bzw. stufenlose Überführung dies Mediums ergibt.
Der Verbindungskörper 6, 6’, 6” kann beispielsweise durch ein ein pulverförmiges Baumaterial und/oder durch ein ein flüssiges Baumaterial verwendendes additives Herstellungsverfahren aufgebaut werden. Bevorzugt kann der Verbindungskörper 6, 6’, 6” durch ein Auftragsschweißverfahren, besonders bevorzugt durch ein Lasterauftragsschweißverfahren oder durch ein Plasma-Pulver- Auftragsschweißverfahren, aufgebaut werden. Beispielsweise können die in Figur 1 dargestellten Robotereinrichtungen 12, 12‘ derart ausgebildet sein, dass diese ein Laserauftragsschweißverfahren innerhalb des Bauraums 13 der Vorrichtung 1 ausführen können.
Der erste und/oder der wenigstens eine weitere Bauteilkörper 3, 4, 5 kann bzw. können beispielsweise in einem nicht additiven Herstellungsverfahren, bevorzugt in einem Gießverfahren und/oder in einem spanenden Verfahren hergestellt werden bzw. worden sein. Alternativ kann der erste und/oder der wenigstens eine weitere Bauteilkörper 3, 4, 5 in einem von dem additiven Herstellungsprozess des Verbindungskörpers unterschiedlichen additiven Herstellungsprozess zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aufgebaut worden sein.
Die Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils 2, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs, kann beispielsweise, insbesondere unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet sein durch a) eine Halteeinrichtung 14 zum Halten eines ersten und wenigstens eines weiteren Bauteilkörpers 3, 4, 5, b) eine Aufbaueinrichtung 15 zum additiven Aufbau wenigstens eines Verbindungskörpers 6, 6’, 6”, wobei während des zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, additiven Aufbaus des wenigstens einen Verbindungskörpers 6, 6’, 6” die wenigstens zwei Bauteilkörper 3, 4, 5 zur Ausbildung des Fahrzeugstrukturbauteils 2, insbesondere des Karosseriestrukturbauteils, durch den wenigstens einen Verbindungskörper 6, 6’, 6” verbunden werden und/oder verbindbar sind. Die Aufbaueinrichtung 15 kann beispielsweise wenigstens einen, insbesondere eine Vielzahl, an Robotereinrichtungen 12, 12‘, welche innerhalb eines Bauraums 13 einen Aufbau eines Verbindungskörpers 6, 6’, 6” ermöglichen, umfassen.
Die Halteeinrichtung 14 kann beispielsweise ein erstes Haltemittel 16 zum Halten des ersten Bauteilkörpers 3 und ein weiteres Haltemittel 17 zum Halten des wenigstens einen weiteren Bauteilkörpers 4 umfassen. Bevorzugt ist über das erste Haltemittel 16 der erste Bauteilkörper 3 unabhängig von dem über das zweite Haltemittel 17 gehaltenen wenigstens einen weiteren Bauteilkörper 4, 5 bewegbar, insbesondere positionier- und/oder ausrichtbar.
Wenigstens ein Bauteilkörper 3, 4, 5, insbesondere sämtliche Bauteilkörper 3, 4, 5, und/oder wenigstens ein Verbindungskörper 6, 6’, 6” kann bzw. können durch eine kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssige Verbindung mit der Halteeinrichtung 14, insbesondere mit zumindest einem Haltemittel 16, 17, zumindest temporär verbunden und/oder verbindbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Bauteilkörper 3, 4, 5 und/oder das wenigstens eine Verbindungsmittel 6, 6‘, 6“ auf dem Haltemittel 16, 17 aufliegen, d. h. z. B., dass der Bauteilkörper 3, 4, 5 und/oder das wenigstens eine Verbindungsmittel 6, 6‘, 6“ durch dessen Eigengewicht und damit schwerkraftbedingt, bevorzugt statisch bestimmt bzw. ruhend, auf dem Haltemittel 16, 17 aufliegt. Die Halteeinrichtung 14 kann beispielsweise zumindest ein aus einem Bodenbereich 18 und/oder aus einem Wandbereich eines Bauraums 13 der Vorrichtung 1 zum additiven Aufbau des Verbindungskörpers 6, 6’, 6” ausfahrbares Haltemittel 16, 17 umfassen. Bevorzugt ist das wenigstens ein Haltemittel 16, 17 als, insbesondere ausschließlich, linear verfahrbares Haltemittel 16, 17 ausgebildet. Wie in der Figur 1 dargestellt, kann die Halteeinrichtung 14 beispielsweise eine Vielzahl von, insbesondere regelmäßig angeordneten und linear aus dem Bodenbereich 18 des Bauraums 13 der Vorrichtung 1 zum additiven Aufbau des Verbindungskörpers 6, 6‘, 6“ Haltemitteln 16, 17 umfassen. Die Haltemittel 16, 17 dienen zum Halten und/oder zum Stützen wenigstens eine Bauteilkörpers 3, 4, 5 und/oder des wenigstens einen Verbindungskörpers 6, 6’, 6”. In Figur 1 sind zur Veranschaulichung beispielhaft vor dem Fahrzeugstrukturbauteil 2 eine Reihe von nebeneinander liegenden Haltemitteln 16, 17 gezeigt, welche in unterschiedlichen Höhenniveaus in Z-Richtung aus dem Bodenbereich 18 herausgefahren sind. Neben dem Verfahren und der Vorrichtung 1 betrifft die Erfindung ein
Fahrzeugstrukturbauteil 2, insbesondere Karosseriestrukturbauteil, hergestellt in einem hierin beschriebenen Verfahren. Beispielsweise kann das Fahrzeugstrukturbauteil 2 einen ersten, durch einen ersten Bauteilkörper 3 ausgebildeten Abschnitt und einen zweiten, durch einen weiteren Bauteilkörper 4, 5 ausgebildeten Abschnitt und einen dritten, durch einen additiv aufgebauten
Verbindungskörper 6, 6’, 6” ausgebildeten Abschnitt umfassen, wobei eine Funktionsstruktur 7 sich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, von dem ersten Abschnitt zu dem dritten Abschnitt und/oder von dem zweiten Abschnitt zu dem dritten Abschnitt erstreckt, bevorzugt erstreckt sich die Funktionsstruktur 7, insbesondere ohne Unterbrechung, über den ersten, den zweiten und den dritten Abschnitt hinweg. Gemäß Figur 2 wird die sich über die drei Abschnitte erstreckende Funktionsstruktur 7 durch die Funktionsstruktur 7 des Verbindungskörper 6, 6’, 6” und die angrenzenden Funktionsabschnitte 9, 10 des ersten und des weiteren Bauteilkörpers 3, 4 gebildet.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Fahrzeugstrukturbauteil 3 erster Bauteilkörper
4 zweiter Bauteilkörper
5 dritter Bauteilkörper
6, 6’, 6” Verbindungskörper
7 Funktionsstruktur 8 Abschnitt von 7
9 Funktionsabschnitt von 3
10 Funktionsabschnitt von 4 11 Bereich von 7
12 12 Robotereinrichtung 13 Bauraum von 1
14 Halteeinrichtung
15 Aufbaueinrichtung
16 erstes Haltemittel 17 weitere Haltemittel 18 Bodenbereich
19 Anbindungskörper
20 Schnittstelle 21 Reservoir

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils (2), insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Bereitstellen wenigstens eines ersten und wenigstens eines weiteren Bauteilkörpers (3, 4, 5),
- additives Aufbauen wenigstens eines Verbindungskörpers (6, 6’, 6”), gekennzeichnet durch - Verbinden der wenigstens zwei Bauteilkörper (3, 4, ,5) durch den wenigstens einen Verbindungskörper (6, 6’, 6”) während des zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, additiven Aufbaus des wenigstens einen Verbindungskörpers (6, 6’, 6”) zur Ausbildung des Fahrzeugstrukturbauteils (2), insbesondere des Karosseriestrukturbauteils.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugstrukturbauteil (2) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als zumindest ein Bestandteil einer Karosserie, bevorzugt als Karosseriestrukturbauteil, und/oder eines Fahrgestells und/oder eines
Antriebs ausgebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugstrukturbauteil (2), insbesondere das Karosseriestrukturbauteil, zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als Spritzwand und/oder als Fahrgastzelle und/oder als Gepäckaufnahmeraum und/oder als Fahrzeugsäule, bevorzugt A-Säule und/oder B-Säule und/oder C-Säule und/oder D-Säule, ausgebildet ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem wenigstens einen Verbindungskörper (6, 6’, 6”) eine Funktionsstruktur (7) ausgebildet wird, insbesondere wird die Funktionsstruktur (7) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, im Zuge des additiven Aufbaus des wenigstens einen Verbindungskörpers (6, 6’, 6”) aufgebaut.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Funktionsstruktur (7) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, als ein zur Führung eines Mediums eingerichteter Abschnitt und/oder als eine Schnittstelle (20) zur Befestigung und/oder zur Aufnahme eines Anbindungskörpers (19) ausgebildet wird, bevorzugt wird die Funktionsstruktur (7) und das darin führbare Medium als Wärmetauscher verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Funktionsstruktur (7) des Verbindungskörpers (6, 6’, 6”) zumindest im bestimmungsgemäßen Gebrauchszustand des Fahrzeugstrukturbauteils 2 in einem Funktionsabschnitt (9, 10) des ersten und/oder des wenigstens einen weiteren Bauteilkörpers (2, 3) fortsetzt und/oder mit einem Funktionsabschnitt (9, 10) des ersten und/oder des wenigstens einen weiteren Bauteilkörpers (2, 3) korrespondiert, bevorzugt bildet die verbindungskörperseitige
Funktionsstruktur (7) und zumindest ein bauteilkörperseitiger Funktionsabschnitt (9, 10) gemeinsam einen zur Führung eines Mediums eingerichteten Abschnitt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper (6, 6’, 6”) durch ein ein pulverförmiges Baumaterial und/oder durch ein ein flüssiges Baumaterial verwendendes additives Herstellungsverfahren aufgebaut wird, bevorzugt wird der Verbindungskörper (6, 6’, 6”) durch ein Auftragsschweißverfahren, besonders bevorzugt durch ein Lasterauftragsschweißverfahren oder durch ein Plasma-Pulver-Auftragsschweißverfahren, aufgebaut.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der weitere Bauteilkörper (3, 4, 5) in einem nicht additiven Herstellungsverfahren, bevorzugt in einem Gießverfahren und/oder in einem spanenden Verfahren hergestellt wird.
9. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Fahrzeugstrukturbauteils 2, insbesondere eines Karosseriestrukturbauteils eines Fahrzeugs, bevorzugt unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
- eine Halteeinrichtung (14) zum Halten eines ersten und wenigstens eines weiteren Bauteilkörpers (3, 4, 5),
- eine Aufbaueinrichtung (15) zum additiven Aufbau wenigstens eines
Verbindungskörpers (6, 6’, 6”), wobei während des zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, additiven Aufbaus des
Verbindungskörpers (6, 6’, 6”) die wenigstens zwei Bauteilkörper (3, 4, 5) zur Ausbildung des Fahrzeugstrukturbauteils (2), insbesondere des Karosseriestrukturbauteils, durch den Verbindungskörper (6, 6’, 6”) verbunden werden und/oder verbindbar sind.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (14) ein erstes Haltemittel (16) zum Halten des ersten Bauteilkörpers (3) und ein weiteres Haltemittel (17) zum Halten des wenigstens einen weiteren Bauteilkörpers (4, 5) umfasst, bevorzugt ist über das erste Haltemittel (16) der erste Bauteilkörper (3) unabhängig von dem über das zweite Haltemittel (17) gehaltenen wenigstens einen weiteren Bauteilkörper (4, 5) bewegbar, insbesondere positionier- und/oder ausrichtbar.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bauteilkörper (3, 4, 5), insbesondere sämtliche Bauteilkörper (3, 4, 5), und/oder der wenigstens eine Verbindungskörper (6, 6’, 6”) durch eine kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssige Verbindung mit der Halteeinrichtung (14) zumindest temporär verbunden und/oder verbindbar ist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (14) zumindest ein aus einem Bodenbereich (18) und/oder aus einem Wandbereich eines Bauraums (13) der Vorrichtung (1) zum additiven Aufbau des Verbindungskörpers (6, 6’, 6”) ausfahrbares Haltemittel (16, 17) umfasst, bevorzugt ist das wenigstens ein Haltemittel (16, 17) als, insbesondere ausschließlich, linear verfahrbares Haltemittel (16, 17) ausgebildet.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (14) eine Vielzahl von, insbesondere regelmäßig angeordneten, Haltemitteln (16, 17) umfasst, welche zum Halten und/oder Stützen wenigstens eine Bauteilkörpers (3, 4, 5) und/oder wenigstens eines Verbindungskörpers (6, 6’, 6”) bewegbar sind.
14. Fahrzeugstrukturbauteil (2), insbesondere Karosseriestrukturbauteil, hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
15. Fahrzeugstrukturbauteil (2) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen ersten durch einen ersten Bauteilkörper (3) ausgebildeten Abschnitt und einen zweiten durch einen weiteren Bauteilkörper (4, 5) ausgebildeten Abschnitt und durch einen dritten, durch einen additiv aufgebauten Verbindungskörper (6, 6’, 6”) ausgebildeten Abschnitt, wobei eine Funktionsstruktur (7) sich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, von dem ersten Abschnitt zu dem dritten Abschnitt und/oder von dem zweiten Abschnitt zu dem dritten Abschnitt erstreckt, bevorzugt erstreckt sich die Funktionsstruktur (7), insbesondere ohne Unterbrechung, über den ersten, den zweiten und den dritten Abschnitt hinweg.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021214221A1 (de) 2021-12-13 2023-06-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Bauteils unter Anwendung eines additiven Fertigungsverfahrens sowie ein Bauteil hergestellt nach diesem Verfahren
DE102022200690A1 (de) 2022-01-21 2023-06-07 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur automatisierten Herstellung eines Bauteils in einer Produktionszelle und Produktionszelle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5896643A (en) * 1994-08-23 1999-04-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of working press die
US6703579B1 (en) * 2002-09-30 2004-03-09 Cinetic Automation Corporation Arc control for spraying
WO2016044876A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-31 Aurora Labs Pty Ltd 3d printing method and apparatus

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011105371B4 (de) * 2011-06-22 2013-10-24 Audi Ag Selbsttragende Karosserie für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102012011217A1 (de) 2012-06-06 2013-12-12 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen
US10960929B2 (en) * 2014-07-02 2021-03-30 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for vehicle subassembly and fabrication
DE102014018994A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Fahrzeugkarosserie mit geklebtem Fahrzeugdach sowie Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeuges
EP3135566B1 (de) 2015-08-28 2020-11-25 EDAG Engineering GmbH Fahrzeugleichtbaustruktur in flexibler fertigung
US10493705B2 (en) * 2015-11-13 2019-12-03 GM Global Technology Operations LLC Additive manufacturing of a body component on a tube frame
DE102017201994A1 (de) 2017-02-08 2018-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung für den pulverbett-basierten additiven Aufbau einer Mehrzahl gleichartiger Bauteile
DE102017210878A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Komponente eines Fahrzeugs, Karosserie, Fahrzeug und Herstellungsverfahren
US10940609B2 (en) * 2017-07-25 2021-03-09 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatus for additively manufactured endoskeleton-based transport structures
US10751800B2 (en) * 2017-07-25 2020-08-25 Divergent Technologies, Inc. Methods and apparatus for additively manufactured exoskeleton-based transport structures
DE102017008296A1 (de) * 2017-09-05 2018-03-22 Daimler Ag Halterung für Fahrzeugtank
DE102017222879A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung, Verfahr, und Computerprogramm zum Freischalten von einer Fahrzeugkomponente, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsmodul
EP3501726B1 (de) * 2017-12-20 2020-08-05 C.R.F. Società Consortile per Azioni Verfahren zum aufbringen einer verstärkung aus metallmaterial auf eine komponente aus metallmaterial, insbesondere beim bau einer kraftfahrzeugkarosserie oder einer unterbaugruppe derselben
DE102018203647A1 (de) * 2018-03-12 2019-09-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines stoffschlüssig gefügten Bauteilverbunds mit wenigstens einem Gussbauteil und Karosserie mit solchem Bauteilverbund
EP3546321B1 (de) * 2018-03-29 2023-01-18 Volvo Car Corporation Verfahren zum formen einer fahrzeugbaugruppe
DE102018208155B4 (de) * 2018-05-24 2022-07-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Knotenelement für eine Fahrzeugkarosserie
GB2575500B (en) * 2018-07-13 2020-07-15 Ford Global Tech Llc A motor vehicle floor assembly
DE102018213134A1 (de) * 2018-08-06 2020-02-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5896643A (en) * 1994-08-23 1999-04-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of working press die
US6703579B1 (en) * 2002-09-30 2004-03-09 Cinetic Automation Corporation Arc control for spraying
WO2016044876A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-31 Aurora Labs Pty Ltd 3d printing method and apparatus

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