Préskészlet részletei; Rheinmetall Automotive
Az autóipar egyik legnagyobb fejleménye a feltörekvő országokban és a nagyvárosokban a járműpopuláció gyors növekedése. Ettől függetlenül az EU-ban 2020-ig - vagyis három év múlva - csak 95 gramm/kilométer lehet. Ennek egyik módja a könnyű anyagok használata hagyományos meghajtású motorokban.
Csökkentik a jármű tömegét, ezáltal az üzemanyag-fogyasztást és a károsanyag-kibocsátást. Ezt ellensúlyozza a kényelem és a biztonsági funkciók növelésének, a járművek hibridként történő tervezésének vagy a nehéz akkumulátorok villamosításának súlynövelő tendenciája. A könnyű kivitelezés ezért minden szinten szükséges.
A KS Kolbenschmidt GmbH és a KS HUAYU AluTech GmbH - mindkettő a Rheinmetall Automotive autóipari beszállítóhoz tartozik - sokéves tapasztalattal rendelkezik a motoralkatrészek alumíniumból történő öntésében. Innovatív, kis tömegű termékeik és megoldásaik vannak a hatékony súlycsökkentéshez, amely következetesen magában foglalja a súlycsökkentett dugattyúkat, motorblokkot és hengerfejeket, valamint könnyű szerkezeti és futómű alkatrészeket.
KS Kolbenschmidt válasza a motorgyártás "súlyproblémáira" a Liteks könnyűdugattyús koncepciója, amelyet kifejezetten benzindugattyúkhoz fejlesztettek ki. "A 2006-os piacra dobásuk óta világszerte több mint 100 millió Liteks dugattyút szereltek be a járművekbe, és azóta hozzájárultak a környezetvédelemhez. Az alumínium dugattyúkat folyamatosan fejlesztették, hogy megfeleljenek az egyre növekvő követelményeknek" - számol be Jochen Müller, fejlesztési vezető és Technológia. A következő generáció, a Liteks-4 jelenleg készen áll a sorozat fejlesztésére. A legmodernebb módszerekkel már tesztelték annak működését és robusztusságát. Kis súlya mellett a fő hangsúly a nagy súrlódási célok teljesítésére irányult. Nagy teljesítményű alkalmazásokhoz a legújabb generáció gyűrűtartóval és hűtőcsatornával együtt is elérhető. A próbapadon végzett mérések és egy ezt követő járműszimuláció eredményeként a kisebb súrlódásnak és súlynak köszönhetően a NEDC-ben körülbelül 1,7 százalékos CO2-csökkenés következett be.
Körülbelül egy tized öngyújtó
Ugyanazzal a motorterheléssel a legújabb generáció tíz százalékkal kisebb dugattyúsúlyt érhet el, mint a jelenlegi előző generáció. Ez ugyanúgy vonatkozik a költségvetési alkalmazásokra, mint a magasan feltöltött közvetlen befecskendezésű alkalmazásokra, amelyek gyűrűtartók és hűtőcsatornák segítségével alkalmazhatók a magas hő- és mechanikai terhelésekhez. "Ezt a súlycsökkentést elsősorban a koncepció-specifikus jellemzők szigorú továbbfejlesztése tette lehetővé" - magyarázza Müller. "Például az ívelt agyfelület harmonikus átmenetet tesz lehetővé a doboz falához, és a gyűrűmező aljzatainak mindkét bordájával együtt minimálisra csökkenti az égéstér oldalának feszültségét. A KS309 magas hőmérsékletű ötvözet ismert anyagspecifikus előnyeit is teljes mértékben kihasználják, hogy a fal vastagsága a lehető legkisebb legyen hogy csökkentsék."
Alumínium motorblokkok, mint a motor szíve
A mai motorgenerációknak meg kell felelniük a legmagasabb követelményeknek az erő, a merevség és a tartósság tekintetében. Az alumínium fokozott használata motorblokkok anyagaként szinte magától értetődővé vált e fejlesztések során. A KS HUAYU AluTech több évtizedes tapasztalatait felhasználja a fém öntésében, és így teljesíti a nagy igénybevételnek kitett alkatrészek felépítésével és öntéstechnikájával szemben támasztott magas követelményeket. "Ha könnyű konstrukcióról van szó, nem lehet megkerülni az alumíniumból készült henger forgattyúházakat" - magyarázza dr. Christian Klimesch, fejlesztési vezető. "Az alternatíva a szürkeöntvényből készült blokkok lennének, amelyek még mindig használatosak, azonban ezek lényegesen nehezebbek. Az elmúlt években az alumínium tömbökre vonatkozó követelmények tovább nőttek. Ez összefügg az OEM gyártók erőfeszítéseivel a CO2-kibocsátás további csökkentése érdekében. Ez erőteljes, erősen feltöltött motorok használatához vezetett. "
A szállító házon belüli, továbbfejlesztett fröccsöntési eljárásra támaszkodik alámetszett geometriák nélküli, magas statikus és dinamikus szilárdsági értékű motorblokkok számára. Itt intelligens vákuumrendszereket, penészhűtést és speciális permetezési technológiákat alkalmaznak. Ez a modern fröccsöntés alacsony pórusú öntvényt eredményez, amely oldatban lágyítható és bevonható a futófelület területén. Klimesch kifejtette: "Megfelelő motorblokk-kialakítással és a megfelelő éves egységszámmal a présöntés még mindig lényegesen költséghatékonyabb, mint a többi öntési folyamat."
Szervesen és szervetlenül kötött homokmagokat használnak olyan motorblokkokhoz, amelyek nagyfokú funkcionális integrációval rendelkeznek, azaz sok alulvágással rendelkeznek, például olyan rögzítésekhez, mint a víz és az olajcsatornák. Mivel a legmagasabb szilárdsági tulajdonságok elérése érdekében a hűtővasakat nagyobb mértékben kell használni a homok öntésében, technikai szempontból az állandó penész és homoköntés közeledik egymáshoz, így a gyártó alacsony nyomású állandó homoköntvényt választott magas homokmaggal.
Ez a folyamat ötvözi az alacsony nyomású öntés előnyeit a gravitációs öntéssel. A hengerfuratok kiváló bevonási alkalmassága itt már bizonyított a nagyüzemi gyártás során.
Könnyűsúlyok: alváz és karosszériaelemek
A jármű súlyának csökkentésére szolgáló másik manipulált változó a futómű és az alumínium karosszéria könnyű öntött alumínium alkatrészei. Az öntésszakértő az elmúlt években célzottan bővítette termékportfólióját, és már több megrendelést kapott. Az alumínium szerkezeti és alvázalkatrészek gyártása nemcsak súlyt, hanem folyamatelőnyöket is jelent. Az ön nagy integrációs képessége is szerepet játszik. Például egy felfüggesztett támasztótálcát önthetünk öntött alumíniumból egy művelet során. Ha viszont acélból készül, akkor legfeljebb húsz különálló lapot kell hegeszteni.
A szerkezeti alkatrészek jelenlegi projektjeiben a beszállító évtizedes tapasztalatait használják fel - présöntésben, valamint homokmaggal végzett alacsony nyomású öntésben. Klimesch elmondta: "Ehhez speciális szerszámkoncepciókat dolgoztunk ki annak érdekében, hogy a legjobb tulajdonságokat elérjük a futómű alkatrészekben, amelyek több mint egy méter hosszúak lehetnek." A hőeloszlás és az azt követő, ellenőrzött megszilárdulás összetett folyamat, amelyet csak megfelelő tapasztalattal lehet elsajátítani.
Több sorozat megrendelést már szilárdan lefoglaltak alumínium öntött alkatrészekre; amelyeket német és kínai üzemekben gyártanak. Ezenkívül egy német gyártó három sorozatát gyártják Kínában; ugyanazt az alkatrészt 2015 közepe óta sorozatgyártják egy Németországban gyártott sorozat számára. A KS HUAYU AluTech 2016 közepe óta sorozatgyártásban gyártott hátsótengelyes alvázat és alacsony nyomású présöntvényben öntött keréktartót. Az elektromobilitás területén járműprojektekre már megrendeléseket tettek. Például egy globálisan aktív német autógyártó szerződést kötött a személygépkocsik villanymotorjainak házának gyártására. A megrendelés teljes volumene hét év alatt 100 millió euró. A gyártás 2018 közepén kezdődik a szintén a Rheinmetall Automotive-hoz tartozó kínai KPSNC Kolbenschmidt Pierburg Shanghai Nonferrous Components gyártásában. Az ehhez szükséges, mindössze húsz kilogramm körüli könnyű ház fejlesztésére és prototípusának átadására a necarsulmi telephelyen került sor.
Két német gyártótól is érkeznek megrendelések az akkumulátorházak gyártására. Ezeket a fröccsöntési eljárással gyártják Németországban és Kínában.