Die Herstellung von maßgefertigten Autoteilen erforderte schon immer handwerkliches Können. Doch bei komplexen Bauteilen wie Abgasanlagen können traditionelle Methoden – Schneiden, Biegen, Schweißen und Anpassen – zeitaufwändig und fehleranfällig sein.

In diesem Praxisbericht von Couch Built, einem führenden Anbieter von Fahrzeugumbauten, sehen wir einen kompletten Workflow mit dem Einscan Rigil 3D-Scanner zur digitalen Erfassung der Geometrie von Chassis und Motorraum eines BMW i8 für eine individuelle Abgasanlage. Dieser Fall demonstriert, wie moderne 3D-Scanning- und digitale Fertigungswerkzeuge Design, Passform und Produktion optimieren und ehemals mühsame Aufgaben deutlich effizienter und präziser gestalten.

Dieses Video führt die Zuschauer durch den gesamten digitalen Fertigungsablauf von Couch Built, vom Scannen des Autos bis zur Herstellung der fertigen Abgasanlage.

Warum 3D-Scanning einführen?

Die Entwicklung einer Abgasanlage für einen strukturell komplexen Hybrid-Sportwagen wie den BMW i8 stellt erhebliche Herausforderungen dar: extrem beengte Platzverhältnisse, die Notwendigkeit, Fahrwerkskomponenten zu schonen, und hitzeempfindliche Bauteile. Herkömmliche Methoden, die auf wiederholtem Messen, Rohrbiegen und Anpassen basieren, sind zeitaufwändig und fehleranfällig.

In diesem Projekt nutzte das Team einen Einscan Rigil 3D-Scanner, um das Chassis und den Motorraum des Fahrzeugs zu scannen und so schnell hochpräzise Punktwolkendaten zu gewinnen, die komplexe Geometrien erfassten. Dadurch entstand eine zuverlässige Grundlage für einen „digitalen Zwilling“, der es ermöglichte, die Konstruktion präzise in einer virtuellen Umgebung umzusetzen und die Kosten und Risiken späterer physischer Versuche deutlich zu reduzieren.

Aufschlüsselung des digitalen Fertigungsablaufs

1. 3D-Datenerfassung und -verarbeitung

Vorgehensweise: Um alle kritischen Bereiche zu erfassen, wurden mehrere Scanstationen um das Fahrzeug herum eingerichtet. Nach dem Scan wurden die einzelnen Punktwolken in einer Software ausgerichtet, zusammengeführt und entrauscht, um ein vollständiges 3D-Modell zu erstellen.

Hauptvorteil: Das resultierende Modell liefert nicht nur die Form, sondern auch präzise räumliche Beziehungen und Abstände zwischen den Komponenten – Informationen, die allein aus 2D-Zeichnungen nicht gewonnen werden können.

2. CAD-Konstruktion: Präzise Planung

Nachdem die Scandaten in die CAD-Software importiert wurden, konstruiert Couch Built das gesamte Abgassystem virtuell. Die digitale Umgebung ermöglicht Folgendes:

• Glatte, optimierte Rohrführung
• Präziser Abstand zu umliegenden Bauteilen
• Strömungsoptimierte Innenkrümmungen für höhere Leistung

Dieser digitale Ansatz reduziert den Bedarf an manuellen Anpassungen erheblich, verkürzt die Bauzeit und beseitigt einen Großteil des Versuch-und-Irrtum-Prinzips, das bei traditionellen Fertigungsmethoden üblich ist.

3. 3D-Druck: Vom virtuellen Design zum physischen Bauteil

Sobald das CAD-Modell fertiggestellt ist, werden die Teile mittels 3D-Druck oder Präzisionsbiegeverfahren gefertigt. Dieser Arbeitsablauf ermöglicht Folgendes:

• Komplexe Geometrien, die mit traditionellen Methoden schwierig oder unmöglich wären.
• Schnelles Prototyping für Tests und Anpassungen
• Nahezu perfekte Passform bei der Montage

Durch die Kombination der präzisen Scandaten des Einscan Rigil mit CAD und additiver Fertigung demonstriert Couch Built, wie die digitale Fertigung kundenspezifische Automobilprojekte vom Konzept zur Realität transformiert.

Herausforderungen und wichtige Überlegungen

Trotz ihrer Vorteile sind für eine erfolgreiche Implementierung einige praktische Überlegungen von entscheidender Bedeutung – Punkte, die in produktorientierten Fallstudien oft unterbewertet werden:

• Anforderungen an die Scanumgebung: Reflektierende Oberflächen (wie polierte Rohre) und dunkle, lichtabsorbierende Materialien im Motorraum können die Scanqualität beeinträchtigen. Das Auftragen eines temporären Mattierungssprays oder eine sorgfältige Planung der Beleuchtung und der Scanwinkel ist oft notwendig.
• Lücke bei den Datenverarbeitungskenntnissen: Die Umwandlung von Rohpunktwolkendaten in ein „sauberes“ CAD-Referenzmodell erfordert spezielle Softwarekenntnisse und Zeit, was für Neueinsteiger eine Lernkurve darstellt.
• Gesamtkosten der Technologieintegration: Die Implementierung des gesamten Workflows erfordert Investitionen in 3D-Scanning-Hardware, Designsoftware und Fertigungsanlagen (3D-Drucker/CNC-Biegemaschine). Bei einmaligen oder seltenen Projekten kann die Auslagerung bestimmter Schritte wirtschaftlicher sein.
• Menschliches Fachwissen bleibt zentral: Scandaten generieren nicht automatisch ein optimales Design. Das Verständnis des Ingenieurs für Abgasströmungsdynamik, Materialeigenschaften und Fertigungstechniken ist nach wie vor der entscheidende Faktor für die Leistung und Zuverlässigkeit des Endprodukts.

Wer kann aus dieser Rezension Erkenntnisse gewinnen?

Diese Fallstudie bietet wertvolle Erkenntnisse für verschiedene Zielgruppen:

• Automobilbegeisterte und Custom-Fertiger – Lernen Sie praktische Methoden kennen, um Arbeitsabläufe zu digitalisieren, Versuch und Irrtum zu reduzieren und eine präzise Teilepassung zu gewährleisten.
• Kleine Werkstätten & Designstudios – Strategien zur Steigerung der Produktionseffizienz und zur Vermeidung häufiger Fehler bei der kundenspezifischen Fertigung.
• Für Hobbyisten im Bereich 3D-Scannen und -Drucken – Lernen Sie professionelle Anwendungen von 3D-Scannen, CAD-Planung und additiver Fertigung in realen Projekten kennen.

Indem sie dem Ansatz von Couch Built folgen, können Leser praktisches Wissen für ihre eigenen Automobilbau- oder Fertigungsprojekte mitnehmen.

Abschluss

Dank Couch Built für die Verwendung des Einscan Rigil 3D-Scanners zeigt diese Fallstudie, wie die Kombination von 3D-Scannen mit CAD und 3D-Druck es Automobilbegeisterten ermöglicht, Teile mit beispielloser Genauigkeit, Geschwindigkeit und Kreativität zu entwerfen und herzustellen.

Dieses Projekt zeigt, dass die digitale Fertigung nicht mehr nur dem High-End-Motorsport vorbehalten ist – sie ist jetzt auch für unabhängige Hersteller, kleine Werkstätten und alle, die bereit sind, moderne Scan- und Fertigungstechnologien einzusetzen, zugänglich.