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Motorsport, Performance Racing und 3D-Druck: Ein Interview mit Revannth Murugesan von Carbon Performance

Revannth-Murugesan-Carbon-Performance

Die Welt des Performance-Rennsports und des Motorsports wird durch Innovation definiert. Wenn Leistung und Schnelligkeit entscheidende Kriterien sind, ist die Aufrechterhaltung der technischen Exzellenz von entscheidender Bedeutung. Daher sucht die Branche zunehmend nach Technologien wie der additiven Fertigung, um Innovationen voranzutreiben.
 
Ein Unternehmen, das diese Entwicklung nutzt, ist Carbon Performance, ein Startup mit Sitz in Großbritannien,  das die additive Fertigung nutzt um Hochleistungskomponenten zu fertigen. Durch die Verwendung von AI- und Blockchain-Technologien zusätzlich zu AM willdas Unternehmen die nächste Generation intelligenter Automobilkomponenten liefern.
 
Wir sprachen mit Revannth Murugesan, Managing Director von Carbon Performance, um die Vorteile der additiven Fertigung für den  Hochleistungsrennsport und den aktuellen Status von AM in der Branche zu eruieren.
 

Können Sie mir etwas über Carbon Performance erzählen?

Carbon Performance ist die weltweit erste Einzelhandelsmarke für Automobil-Consumer-Technologie, die sich ausschließlich mit der additiven Fertigung beschäftigt. Unser Ziel ist es, die Lücke zwischen additiven Fertigungstechnologien und dem Verbrauchermarkt zu schließen.
 
Wir konstruieren und fertigen Hochleistungskomponenten wie Aufhängungen und Bremssättel für die Automobilindustrie mittels AM.
 
Während sie mittels additiver Fertigung bereits vom Prototyping bis zur Fertigung vieles tun können, haben viele der Vorteile haben den Endverbraucher jedoch noch nicht direkt erreicht. Natürlich gibt es Herausforderungen, wenn versucht wird, diese Lücke zu schließen, und da kommt Carbon Performance ins Spiel.
 

Im November 2018 gab Carbon Performance bekannt, dass eine 3D-gedruckte Aufhängung für den Sportwagen Lotus Elise produziert wurde. [Bildnachweis: Carbon Performance]
Im November 2018 gab Carbon Performance bekannt, dass eine 3D-gedruckte Aufhängung für den Sportwagen Lotus Elise produziert wurde. [Bildnachweis: Carbon Performance]

 

Was ist die Vision hinter Carbon Performance?

Nachdem wir schon seit langen in der Automobilindustrie tätig sind, wissen wir, dass die weltweiten CO2-Emissionen an einem Allzeithoch liegen. Wir versuchen dieses Umweltproblem in der Automobilindustrie zu lösen und Ineffizienzen in den Komponenten selbst, durch künstliche Intelligenz und 3D-Druck zu beheben.
 
Unser Endziel sind also zwei Ziele: 1) Verringerung der Auswirkungen der Produktion auf die Umwelt und 2) Rückgabe der Produktion nach Großbritannien.
 

Welche Vorteile bringt die additive Fertigung dem Performance-Rennen?

Erstens würde ich sagen, dass die additive Fertigung die Leistung verbessert.
 
Nehmen wir als Beispiel die Komponenten der Aufhängung. Bei der traditionellen Fertigung würden die Hersteller einen Metallblock nehmen und Material wegschneiden, um die endgültige Form zu erhalten.
 
Im Gegensatz dazu sind unsere Fahrwerkskomponenten bei der additiven Fertigung um 25% leichter. Dies verbessert die ungefederte Masse eines Autos, was sich buchstäblich in einer verbesserten Leistung niederschlägt.
 
Momentan haben wir acht bis zehn Prozent Materialverschwendung, aber wir planen, diese auf null Prozent zu reduzieren, was eine große Herausforderung ist.
 
Zweitens kann die additive Fertigung die Kraftstoffeffizienz verbessern. Mit unseren leistungsstarken Kunden können wir dies in Zahlen belegen. So können wir beispielsweise ein Auto in 80 Runden sechs Sekunden schneller fahren. Im Performance-Rennen ist eine solche Marge enorm.
 

Wie hat sich die additive Fertigung im Laufe der Jahre aus ihrer eigenen Sicht in der Branche entwickelt?

Ich war 14 oder 15 Jahre alt, als ich meinen ersten 3D-Drucker kaufte. Damals war die Branche beim 3D-Drucken erst in den Kinderschuhen. Zum Beispiel waren die Materialoptionen sehr begrenzt. ABS war damals ein Luxus!
 
Ich habe gesehen, wie die Branche vom Desktop-3D-Druck auf die industrielle additive Fertigung mit SLA, SLS und natürlich dem 3D-Metalldruck gewachsen ist. Das ist sehr ermutigend. 
 
 Die Branche wächst schnell: rund 38% CAGR. Es hat sich von einer Handvoll 3D-Druckerhersteller zu Tausenden von Herstellern, Servicebüros, Unternehmensberatungen und Materiallieferanten entwickelt. Das Ökosystem entwickelt sich eindeutig weiter.
 
Was wir mit Carbon Performance zu tun versuchen, ist, die Industrie an ihre Grenzen zu bringen und Verbraucherprodukte auf den Markt zu bringen, anstatt die Technologie auf spezielle Anwendungen zu beschränken. Das ist so ziemlich wo die Branche sich zur Zeit befindet.
 

Könnten Sie über die Verwendung generativer Entwurfs- und Optimierungstools ellaborieren und welche Vorteile sie für den Produktionsprozess haben?

Das generative Design befindet sich noch in einem frühen Stadium. Es gibt wirklich nur wenige Unternehmen, die dies anbieten.
 
Trotzdem setzen wir Technologien wie generatives Design ein, um neue Produkte auf den Markt zu bringen. Generative Design-Software hilft uns beispielsweise, radikale Lösungen zu finden. Im Wesentlichen versuchen wir, unsere Produkte mindestens 40% leichter zu machen. 
 
Daher verwenden wir generative Design-, Gitter- und Topologieoptimierungswerkzeuge, um das Gewicht der Komponenten zu reduzieren und deren Leistung zu verbessern.
 

Carbon Performance 3D-bedruckter Kohlefaserhebel mit generativem Design [Bildnachweis: Carbon Performance]
Carbon Performance 3D-bedruckter Kohlefaserhebel mit generativem Design [Bildnachweis: Carbon Performance]

 

Sie verwenden auch AI und Blockchain. Können Sie erklären, wie Carbon Performance diese Technologien in Verbindung mit dem 3D-Druck verwendet?

Erstens ist es wichtig zu sagen, dass künstliche Intelligenz oft missverstanden wird: Es handelt sich nicht um eine einzelne Technologie, sondern um einen Oberbegriff für eine Reihe von Technologien. Generatives Design ist eigentlich eine Art künstliche Intelligenz, da Designs mit Maschinenintelligenz erstellt werden.
 
Wir sind gerade dabei, unsere eigene generative Design-Software zu entwickeln, die wir 2020 fertigstellen wollen. Sie wird die zweite generative Design-Software in Großbritannien sein.
 
Blockchain deckt die Sicherheitsseite der Dinge ab, was meiner Meinung nach immens wichtig ist. IP-Schutz und Copyright / Warenzeichen sind ein Schlüsselproblem, da theoretisch jeder Ihre STL-Dateien abrufen und drucken kann. Dort befindet sich derzeit der Markt für 3D-Druck. Wir brauchen etwas, das diese zusätzlichen Sicherheitsniveaus hinzufügt.
 
Unser Einsatz von Blockchain befindet sich derzeit im Beta-Stadium. So können wir zum Beispiel eine STL-Datei verwenden und an vertrauenswürdige Partner in der ganzen Welt verteilen, beispielsweise in Asien oder Nordamerika. Diese Partner haben einen 16-stelligen Schlüssel und nur sie können auf die Datei zugreifen. Niemand kann auf die Datei zugreifen oder sie herunterladen. Hier kommt Blockchain ins Spiel.
 
Das Konzept der Blockchain für den 3D-Druck ist zwar im Anfangsstadium, insbesondere wenn es um die Dateigrößen geht, mit denen Sie arbeiten können. Ich denke, es wird wahrscheinlich 5 bis 10 Jahre dauern, bis sich die Blockchain-Technologie zu einer anständigen Speicherplattform wie iCloud entwickelt.
 
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Sie haben die Bedeutung der Sicherheit erwähnt. Können Sie weiter elaborieren?

Ja natürlich.
 
Vergleichen wir AM mit der traditionellen Fertigung, wo es geschützte und urheberrechtlich geschützte Designs gibt. Mit AM haben Sie Open-Source-Software, mit der jeder einen Entwurf erstellen kann. Sie ändern das Design der Datei mehrmals. So könnten wir möglicherweise Monate damit verbringen, eine Komponente zu entwerfen, und jemand anderes könnte an die STL-Datei gelangen und deren Inhaberschaft beanspruchen.
 
Sicherheit ist der wichtigste Teil des 3D-Druckprozesses. Und es ist nicht nur eine Frage des Eigentums. Gefälschte Produkte könnten insbesondere in der Automobilindustrie ein echtes Problem darstellen.
 
Wenn wir beispielsweise Bremssättel produzieren, was passiert, wenn jemand anderes die STL-Dateien bekommt und eine gefälschte Version herstellt? Hier geht es um Leistung und Sicherheit. Das Produkt könnte versagen, und die Leute würden es trotzdem unwissentlich kaufen, weil es ähnlich aussieht.
 
Können Sie Erfolgsgeschichten von Kunden mit uns teilen?
 
Wir arbeiten derzeit mit einer Organisation in Manchester zusammen, um den weltweit ersten 3D-gedruckten elektrischen Gokart zu entwickeln. Wir wollen diesen in etwa sechs Monaten enthüllen. 
 
Wir arbeiten auch mit einem in Kent ansässigen Rennstall zusammen, um einen Ducati-Schwenkarm zu entwickeln. Wir haben einen überwältigenden Zuspruch darauf erhalten, wir haben bis jetzt 250 Bestellungen erhalten.
 

Wie sehen Sie den Bereich der additiven Fertigung in den nächsten 5 Jahren?

Bei Fähigkeiten geht es meiner Meinung nach um Menschen und Technologien. Es gibt keinen Grund, fortschrittliche Technologien zu betreiben, ohne dass die Menschen sie übernehmen. Derzeit mangelt es der Industrie an Design für additive Fertigkeiten. Dies ist insbesondere in Großbritannien der Fall.
 
In diesem Bereich wird viel Arbeit geleistet. So haben wir beispielsweise in Großbritannien das AMRC der University of Sheffield und das Manufacturing Technology Center (MTC), die beide gute Schulungsmöglichkeiten anbieten. Bei Carbon Performance bieten wir im Rahmen unseres CSR STEM – Schulungen für Schüler an. Wir bieten ihnen Schulungen in DfAM an, generatives Design und Optimierung an.
 
 Die Anzahl der Menschen, die diese Fähigkeiten erlernen möchten, ist stark gewachsen, insbesondere bei den Verbraucheranwendungen.
 

Welche Herausforderungen sehen Sie für die Zukunft?

Um ehrlich zu sein, gibt es viele Herausforderungen. Das Problem des IP-Schutzes ist vielleicht die größte Herausforderung.
 
 Die zweite ist die Durchsetzung strenger Produktionsregeln und Standardisierung. Sie können beispielsweise nicht die gleichen Prozessparameter auf verschiedenen Maschinen durchsetzen. 
 
Drittens die Verfügbarkeit geeigneter Materialien. Während wir Aluminium- und Titanpulver haben, gibt es immer noch viele Unstimmigkeiten in den Eigenschaften dieser Pulver, was ein Problem ist, wenn man versucht, präzise Teile zu konstruieren.
 
Schließlich gibt es noch die Frage des Volumens. Die Fertigung erfolgt in der Regel in einer hochwertigen Serienumgebung. Im Motorsport und bei AM arbeiten wir jedoch mit einem Serienmodell mit niedrigem Volumen und hohem Wert.
 
Ich würde den ganzen weitere 20 Jahre geben, bis AM sich wirklich zu einem Produktionsmodell mit hohem Volumen und geringem Wert entwickeln kann. 
 

Wie sieht 2019 für Carbon Performance aus?

Im Jahr 2019 werden unsere Komponenten tatsächlich in Autos auf der Straße zu sehen sein und die Verbraucher werden uns vertrauen. 
 
Wenn ich mit Verbrauchern und Kunden spreche, die seit 40-50 Jahren in der Automobilindustrie tätig sind, haben diese immer noch Zweifel, dass der 3D-Druck Metallteile produzieren kann, selbst wenn ich ihnen unsere Komponenten zeige. 
 
Das liegt wahrscheinlich daran, dass die durchschnittliche Akzeptanzzeit in der Industrie für neue Technologien vier bis sechs Jahre dauert und Millionen von Pfund kostet.
 
Also versuchen wir, diesen Stereotyp, dass Automobilkomponenten diese harten, festen Komponenten sind, zu brechen, indem wir zeigen, dass wir intelligente Komponenten und Anwendungen entwickeln können. Das Wichtigste ist, dass wir ein Ökosystem von intelligenten, verbundenen Komponenten schaffen.
 
In unsere Komponenten sind beispielsweise QR-Codes eingebettet, mit denen Sie die Spezifikationen eines Autos sehen können. Wir arbeiten auch an Sensoren für den Motorsport, damit Sie Live-Daten und Belastungen im Produkt selbst sehen können.
 
Außerdem planen wir im März den nordamerikanischen Markt zu eröffnen und haben 50 Anträge in der Pipeline.
 

Zu guter Letzt, Sie haben erwähnt, dass es vier bis zehn Jahre dauert, bis eine Branche neue Technologien akzeptiert. Wo ist die Akzeptanzrate für AM im Performance-Rennen?

Um ehrlich zu sein, es entwickelt sich immer noch. McLaren ist natürlich bekannt dafür AM-Maschinen während der Rennen auf der Strecke zu haben, aber dies ist nur für Ausrüstungszwecke gedacht, sie machen das für Einbautests.
 
Die Realität ist jedoch, dass in der Formel 1 zwar viele Innovationen zu verzeichnen sind, die Inkonsistenzen bei Materialien und Prozessen jedoch immer noch sehr schwer zu überwinden sind. Ich denke es wird noch fünf Jahre dauern, bis Performance Racing AM vollständig als Herstellungsmethode übernehmen kann.
 

 
Weitere Informationen zu Carbon Performance finden Sie unter: www.carbonperformanceltd.com.