Bugatti supersportwagens zoals de Pur Sport en Super Sport 300+ maken gebruik van 3D-printing.
Zo fijn en nauwkeurig als een spinnenweb, maar zo stabiel als een massieve staalconstructie en extreem licht: onderdelen die zijn gemaakt door middel van 3D printen bieden een scala aan voordelen, maar ze zijn zeer complex om te produceren. Daarom worden ze vooral gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie.
Deze productietechnologie is echter ook zeer gunstig voor de Franse luxefabrikant Bugatti. De supersportauto’s Chiron Pur Sport en Chiron Super Sport 300+ zijn extreem in alle opzichten. Daarom maken ze gebruik van auto-onderdelen die zijn geproduceerd met een 3D-printer.
“Bugatti draait om Franse luxe en uitzonderlijke voertuigen, maar het is ook een merk dat staat voor innovatieve technologie”, zegt Stephan Winkelmann, president van Bugatti. “Naast de iconische 8,0-liter 16-cilindermotor met 1.500 pk, maakt technische innovatie net zo goed deel uit van de essentie van ons merk – zoals onze onderdelen van titanium of een speciale legering die door 3D-printing worden geproduceerd.” Bugatti zet hier in feite een lange traditie voort: de oprichter van het bedrijf, Ettore Bugatti, ontwikkelde zelf unieke voertuigen met behulp van baanbrekende technologieën. Zijn uitvindingen omvatten lichtgewicht aluminium wielen en een holle vooras.
Als enige bedrijf in de auto-industrie gebruikt Bugatti 3D-printing om uitlaatsierstukken van titanium te maken voor zijn nieuw ontwikkelde hyper sportwagen. De bekleding is het eerste zichtbare onderdeel van metaal dat 3D-geprint is en officieel is goedgekeurd voor gebruik op de weg. De ongeveer 22 centimeter lange, 48 centimeter brede en 13 centimeter hoge bekleding aan de achterzijde van de Chiron Pur Sport weegt slechts 1,85 kilogram inclusief grille en beugel – zo’n 1,2 kilogram minder dan de bekleding op de Chiron.
Vier 400-watt lasers printen tegelijkertijd titanium om het onderdeel te produceren – de wanddikte op het dunste punt is slechts 0,4 millimeter. Ongeveer 4.200 lagen metaalpoeder worden op elkaar gestapeld en stevig samengesmolten. “Waar mogelijk hebben we de bekleding van de Chiron Pur Sport ontworpen met een enkele laag om het gewicht verder te verlagen”, zegt Nils Weimann, hoofd carrosserieontwikkeling bij Bugatti. “De minimale materiaaldikte in gebieden met meerdere lagen wordt mogelijk gemaakt door de zogenaamde rasterstructuur – waarbij de holte wordt opgevuld met talloze filigraan stutten. Op deze manier ondersteunen de wanden elkaar stabiel tijdens het bouwproces, waardoor het materiaalgebruik minimaal is. We gebruiken een bionische honingraatstructuur in het gedeelte met één laag om de oppervlaktestijfheid van de wanden te vergroten. Zelfs grote onderdelen krijgen een hoge mate van oppervlaktestijfheid,” legt Weimann uit. Toch is de filigraancover bestand tegen temperaturen van meer dan 650 graden Celsius. Dit komt doordat de buitenwand dubbellaags is voor thermische isolatie. Op deze manier beschermt de afdekking de omringende componenten tegen overmatige warmteafvoer bij volledige motorbelasting. Tegelijkertijd koelt frisse lucht rond het deksel het onderdeel.
Bugatti gebruikt 3D printen sinds 2018
Dit is niet de eerste keer dat Bugatti onderdelen ontwikkelt met behulp van 3D-printing. De ingenieurs produceren deze speciale bekleding voor de Chiron Sport en Divo al sinds 2018. De 2019 edities “La Voiture Noire”, het ultieme Grand Tourisme voor Bugatti-liefhebbers, en de Centodieci, een herinterpretatie van de EB110, maken ook gebruik van dit geprinte onderdeel. Het materiaal Inconel® 718 – een bijzonder hittebestendige, harde en lichte nikkel-chroomlegering – wordt gebruikt voor de productie van een 53 centimeter brede en 22 centimeter lange sierstripafdekking voor de Chiron Sport. Dit materiaal wordt anders gebruikt in gasturbines, vliegtuigturbineschoepen, ruimteschepen en raketmotoren voor transport. Aluminium zou hier smelten.
De bekleding van de Chiron Sport bedekt vier uitlaatpijpen van het uitlaatsysteem met zes takken aan de achterzijde en biedt niet alleen visuele voordelen, maar ook technische voordelen: met zijn grote en stevige buizen helpt hij de afvalwarmte van de hete uitlaatgassen weg te leiden van de achterzijde, zodat er geen warmteophoping ontstaat. Met 1.500 pk en een topsnelheid tot 420 km/u maken deze details de auto tot een echte Bugatti en een perfecte hypersportwagen. Nog een voordeel: met 2,2 kilo weegt het geprinte onderdeel 800 gram minder dan een normale bekleding. Trouw aan Ettore Bugatti’s motto “gewicht is de vijand”, kijkt Bugatti altijd naar elk afzonderlijk onderdeel om manieren te vinden om gewicht te besparen.
3D printen biedt verschillende voordelen
Bij 3D printen met een speciaal laserprintsysteem smelten één of meerdere lasers achtereenvolgens een dunne laag poeder met een dikte van drie tot vier . “Het voordeel van het 3D printproces ligt in de geometrische vormen die mogelijk zijn. Het is mogelijk om zeer fijn gesmede, complexe vormen te maken die zouden scheuren als ze met andere technieken zoals smeden of vormen zouden worden gemaakt,” zegt Nils Weimann. Dit is een ideale productiemethode voor Bugatti: er zijn geen gereedschapskosten, de productie is relatief snel en individuele aanpassingen aan de vorm zijn gemakkelijk mogelijk. Als gevolg hiervan kunnen organische geometrieën worden ontwikkeld alsof ze uit de plantenwereld komen – er zijn vrijwel geen grenzen.
Het duurt meerdere dagen om de afdekkap van de uitlaatsierstukken te printen. Na het printen met het materiaal Inconel® 718 scannen materiaaltesters het onderdeel in een computertomograaf (CT) om eventuele misdrukken met luchtinsluitingen op te sporen. In het geval van het printen van titanium voor de Chiron Pur Sport en Chiron Super Sport 300+ meten testingenieurs het onderdeel optisch met behulp van het 3D-proces. Dankzij het extreem dunwandige ontwerp kunnen luchtinsluitingen van elke relevante grootte al aan de buitenkant worden gedetecteerd. Het afdekplaatje van de Chiron Sport wordt vervolgens fijn gestraald met korund en er wordt een elegante bescherming aangebracht in de vorm van een hittebestendige zwarte keramische laklaag. De titanium sierpanelen van de Chiron Pur Sport en Super Sport 300+ behouden hun elegante matte titanium look. Elk onderdeel ondergaat nog een controle – alleen perfecte sierlijsten worden dan gemonteerd.
Met de nieuwe sierdelen krijgen de uitlaatsystemen van de hypersportwagens nog harmonieuzere contouren, een eleganter design en een functionele styling – allemaal in overeenstemming met de ideologie van Ettore Bugatti:
Een auto-onderdeel moet technisch perfect zijn. Maar het moet ook elegant en mooi zijn.
