Sandkerne aus dem 3D-Drucker: Was sich BMW von dem teuren Verfahren verspricht

In einer Produktionshalle des BMW-Komponentenwerks in Landshut surrt es wie in einem modernen Rechenzentrum. In einer Reihe stehen hintereinander graue, auf den ersten Blick unscheinbare, über zwei Meter hohe Kästen, die sich vorne öffnen lassen. Darin große, graue Kisten und darüber eine feine Lanze.

Hier fertigt BMW seit Kurzem Sandkerne für die werkseigene Leichtmetallgießerei. Nicht wie sonst üblich mit Druckluft im "Kernschießen" genannten, traditionellen Verfahren. Sondern mit 17 hochmodernen 3D-Druckern.

"Das Grundprinzip ähnelt dabei den Geräten, die man auch zu Hause im Hobbykeller nutzt", sagt Oliver Pätzold, Projektleiter Additive Kernfertigung und Schwerkraftguss bei BMW in Landshut. "Die Maschine kombiniert Quarzsand und ein spezielles Bindemittel und trägt Schicht für Schicht auf." Insgesamt 300 Schichten stark und enorm haltbar ist ein Sandkern am Ende des Druckverfahrens.

Sandkerne werden in Gießereien benötigt, um geometrische Formen und Hohlräume in einer Gussform produzieren zu können. Sie werden vor dem Schließen in die Form gelegt und dienen als Platzhalter. Nach dem Guss werden sie zerstört. 80 Prozent des verwendeten Sandgemischs können laut BMW wiederverwendet werden.

Solche Kerne in einem 3D-Drucker zu produzieren ist nicht neu, aber BMW ist der erste OEM, der das Verfahren industrialisiert einsetzt. 4500 Sandkerne drucken die 17 Maschinen in Landshut pro Tag. Sie kommen in sechs verschiedenen Gussformen für Zylinderköpfe zum Einsatz, unter anderem bei volumenstarken Vier- und Sechszylinder-Aggregaten des Premiumherstellers, die im österreichischen Steyr endmontiert werden.

Das Kernproblem beim Einsatz von 3D-Druck in der Automobilfertigung haben aber auch die BMW-Experten noch nicht völlig gelöst. "Noch ist ein Teil aus unserem 3D-Drucker etwa dreimal so teuer wie ein Sandkern aus konventioneller Produktion", sagt Pätzold.

Doch die Sandkern-Experten in Landshut arbeiten bereits an weiteren Maßnahmen, um die Produktionskosten zu senken. Langfristig seien auch weitere Investitionen in klassische Kernschieß-Anlagen notwendig, sodass BMW auf Sicht das 3D-Druckverfahren für effizienter hält und an der neuen Methode festhalten will.

Neben Zylinderköpfen für Verbrenner wird das Werk Landshut ab 2025 auch das Aluminium-Zentralgehäuse des Elektroantriebs der Neuen Klasse fertigen. BMW investiert dafür 200 Millionen Euro am Standort. Die Produktionskapazität in Niederbayern soll so mit zwei neuen Fertigungslinien noch einmal um 30 Prozent ansteigen.