Motoren wie aus einem Guss
Auf Fachtagung 380 Gäste begrüßt
Zum dritten Mal fand im Februar 2005 im Magdeburger Maritim-Hotel die Fachtagung "Gießtechnik im Motorenbau" statt. Als Gastgeber und Organisator fungierte das Team von Prof. Rüdiger Bähr vom Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung, Lehrstuhl Urformtechnik. Für die Leitung der Tagung, die in diesem Jahr 380 Besucher anzog, konnte die VDI-Gesellschaft Werkstofftechnik gewonnen werden.
Ist das heutige Automobil auch ein Mix aus verschiedenen Werkstoffen – Kunststoffe, Keramik und diverse Verbundwerkstoffe neben den traditionellen Metallen – überwiegen doch immer noch die metallischen Komponenten und darunter die gegossenen Bauteile, etwa Antriebsstrang, Lenkung, Achsen oder im Karosseriebereich. Mit den Gießereien Rautenbach-Guss Wernigerode und Trimet Harzgerode produzieren in Sachsen-Anhalt zwei bedeutende Automobilgießereien. Maßgeblich eingebunden ist auch die universitäre Forschungsarbeit des Fachbereiches Urformtechnik. So entstand in Sachsen-Anhalt ein Schwerpunkt für innovative Gussentwicklung, der aktiv an der weiteren Entwicklung von Automobilgussteilen beteiligt ist.
Über die innovativen Leistungen, die aus dieser Gemeinschaftsarbeit hervorgegangen sind, wurde auf der VDI-Fachtagung "Gießtechnik im Motorenbau" berichtet. So stößt das Gradientengusskonzept, bei dem zwei verschiedene Aluminiumlegierungen zu einem Gussteil vergossen werden, auf großes Interesse. Qualitative Verbesserungen brachte eine weitere Gießtechnik, das Rautenbach-Kippgießverfahren. Durch umfassende Nutzung der virtuellen Verfahrenstechniken zum Simulieren von Gießprozessen, zum Bestimmen der zu erwartenden Eigenschaften und zur virtuellen konstruktiven Gestaltung und Qualitätssicherung, entstehen immer leichtere, aber leistungsfähigere Gusskomponenten. Diese werden sowohl dem gewünschten Fahrspaß als auch den Prämissen des Umweltschutzes gerecht.
Dominieren im leistungsstärkeren Dieselmotorbereich immer noch die höher belastbaren Eisengusswerkstoffe, beherrschen die leichteren Aluminiumgusswerkstoffe wegen der anhaltenden Leichtbaubestrebungen der Automobilfirmen schon klar den Bereich Ottomotor und dringen bereits in das Segment der kleineren Dieselmotoren vor.
Die High-Lights der diesjährigen Fachtagung und den derzeitigen Stand der Spitzentechnologie stellen die von AUDI und BMW entwickelten Magnesium-Aluminium-Hybridkurbelgehäuse, bei denen ein hochfestes und korrosionsbeständiges Aluminiumgussteil mit einer noch leichteren Magnesiumlegierung umgossen wird, dar. Berichtet wurde in Magdeburg zudem über eine neue Gießtechnologie zum Herstellen von Motorengehäusen aus Gusseisen mit Lamellengraphit. Bei dieser Technik konnten durch konstruktive und gießtechnische Maßnahmen die Wanddicken auf 2 bis 2,5 mm reduziert und die Fertigungstoleranzen so verringert werden, dass 15% Gewichtsreduzierung zur herkömmlichen Fertigung erzielt wurden. Neue Gusswerkstoffe wie das Gusseisen mit Vermiculargraphit und das hochfeste ADI-Gusseisen stehen erst am Anfang ihrer Nutzung im Motorenbau und lassen weitere Leichtbaueffekte bei steigenden Motorleistungen erwarten.
Für Rennwagen
Die Fachtagung "Gießtechnik im Motorenbau" in Magdeburg stellte anschaulich unter Beweis, dass die metallischen Werkstoffe trotz vieler anderer Vorhersagen heute und zukünftig immer im Automobil Einsatz finden werden und ihre Potenziale bei weitem noch nicht voll ausgeschöpft sind. Was heute bei AUDI in Ingolstadt schon technisch möglich ist, zeigte der abschließende Vortrag auf. Berichtet wurde über den Hochleistungsmotor V8 FSI aus der Rennsportentwicklung. Er besteht nur aus Aluminiumgussteilen, bei denen wegen des großen Gestaltungsspielraumes immer mehr Teile in die Motorenkomponenten mit eingegossen werden. Durch gezielte Bauteilreduzierungen, eine klare und möglichst einfache, aber bis an die Leistungsgrenze belastbare Motorenkonstruktion und den kompromisslosen Leichtbau durch Wanddicken von bis zu 1,8 mm ist ein leistungsstarker Motor für Rennwagen entstanden.
In zwei Jahren wieder
Seit fünf Jahren belegt er u. a. bei dem 24-Stunden-Rennen von Le Mans den ersten Platz – das Autorennen, bei dem wohl die größten Anforderungen an Menschen, Automobil und Motorenkomponenten gestellt werden.
Was sich im Motorenbau in den nächsten Jahren weiter verändert, darüber wird auf der vierten Fachtagung "Gießtechnik im Motorenbau" in zwei Jahren berichtet werden.