Podrobnosti pre tlačovú súpravu; Rheinmetall Automotive
Hlavným vývojom v automobilovom priemysle je rýchly nárast populácie vozidiel v rozvíjajúcich sa krajinách a mestách. Bez ohľadu na to by mali byť emisie CO2 v EÚ do roku 2020 len 95 gramov na kilometer - teda o tri roky neskôr. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je použitie ľahkých konštrukčných materiálov v konvenčne poháňaných motoroch.
Znižujú hmotnosť vozidla, a tým aj spotrebu paliva a emisie. Proti tomu stojí trend zvyšovania hmotnosti pri zvyšovaní komfortu a bezpečnostných prvkov, navrhovaní vozidiel ako hybridov alebo využívaní ťažkých batérií na elektrifikáciu. Ľahká konštrukcia je preto nevyhnutná na všetkých úrovniach.
KS Kolbenschmidt GmbH a KS HUAYU AluTech GmbH - obaja patria k automobilovému dodávateľovi Rheinmetall Automotive - majú dlhoročné skúsenosti s odlievaním častí motora z hliníka. Majú inovatívne výrobky s nízkou hmotnosťou a riešenia na efektívne znižovanie hmotnosti, ktoré neustále zahŕňajú piesty so zníženou hmotnosťou, bloky motora a hlavy valcov, ako aj ľahké konštrukčné diely a diely podvozku.
Odpoveďou spoločnosti KS Kolbenschmidt na „problémy s hmotnosťou“ pri konštrukcii motorov je koncepcia ľahkej piestovej konštrukcie Liteks, ktorá bola špeciálne navrhnutá pre benzínové piesty. „Do vozidiel po celom svete bolo od uvedenia na trh v roku 2006 nainštalovaných viac ako 100 miliónov piestov Liteks a odvtedy prispievajú k ochrane životného prostredia. Hliníkové piesty boli neustále vyvíjané tak, aby vyhovovali rastúcim požiadavkám,“ uvádza Jochen Müller, vedúci vývoja a Technológie. Ďalšia generácia, Liteks-4, je v súčasnosti pripravená na sériový vývoj. Už bol testovaný na funkčnosť a odolnosť pomocou najmodernejších metód. Okrem nízkej hmotnosti sa hlavná pozornosť sústredila na splnenie cieľov s vysokým trením. Pre vysoko výkonné aplikácie je najnovšia generácia k dispozícii aj v spojení s krúžkovým nosičom a chladiacim kanálom. Merania na testovacej stolici a následná simulácia vozidla viedli k zníženiu CO2 o 1,7% v NEDC vďaka menšiemu treniu a hmotnosti.
Asi o desatinu zapaľovač
Pri rovnakom zaťažení motora môže najnovšia generácia dosiahnuť hmotnosť piestu približne o desať percent menšiu ako súčasná predchádzajúca generácia. To platí rovnako pre rozpočtové aplikácie, ako aj pre vysoko nabité aplikácie s priamym vstrekovaním, ktoré je možné prispôsobiť vysokému tepelnému a mechanickému zaťaženiu pomocou krúžkových nosičov a chladiacich potrubí. „Toto zníženie hmotnosti bolo možné dosiahnuť predovšetkým dôsledným ďalším vývojom prvkov špecifických pre daný koncept,“ vysvetľuje Müller. "Napríklad zakrivené čelo náboja umožňuje harmonický prechod na stenu skrinky a v spojení s dvoma rebrami v prstencovom záreze poľa minimalizuje namáhanie na strane spaľovacej komory. Plne sa využívajú aj známe výhody vysokoteplotnej zliatiny KS309, ktoré sú špecifické pre daný materiál, takže hrúbka steny je minimálna." zredukovať."
Hliníkový motor blokuje ako srdce motora
Dnešné generácie motorov musia spĺňať najvyššie požiadavky na pevnosť, tuhosť a životnosť. Zvýšené používanie hliníka ako materiálu pre bloky motorov sa stalo pri tomto vývoji takmer samozrejmosťou. KS HUAYU AluTech využíva svoje desaťročné skúsenosti v odlievaní kovov a spĺňa tak vysoké požiadavky na konštrukciu a odlievanie vysoko namáhaných komponentov. „Pokiaľ ide o ľahkú konštrukciu, nedá sa obísť kľukové skrinky z hliníka,“ vysvetľuje Dr. Christian Klimesch, vedúci vývoja. "Alternatívou by boli bloky zo šedej liatiny, ktoré sa stále používajú, sú však podstatne ťažšie. V posledných rokoch sa požiadavky na hliníkové bloky ešte zvýšili. Súvisí to so snahou výrobcov OEM ďalej znižovať emisie CO2." To viedlo k použitiu výkonných a vysoko nabitých motorov. ““
Pre bloky motorov bez geometrií podrezania s vysokými hodnotami statickej a dynamickej pevnosti sa dodávateľ spolieha na interný, ďalej vyvinutý proces tlakového liatia. Používajú sa tu inteligentné vákuové systémy, chladenie foriem a špeciálne technológie striekania. Týmto moderným tlakovým liatím sa vyrába odliatok s malými pórmi, ktorý je možné v oblasti behúňa žíhať roztokom a potiahnuť. Klimesch vysvetľuje: „Vďaka vhodnej konštrukcii bloku motora a zodpovedajúcemu ročnému počtu jednotiek je tlakové liatie naďalej podstatne nákladovo efektívnejšie ako iné odlievacie procesy.“
Organicky a anorganicky viazané pieskové jadrá sa používajú pre bloky motorov s vysokým stupňom funkčnej integrácie, to znamená s mnohými podrezaniami, napríklad pre prídavné zariadenia, ako sú vodné a olejové kanály. Pretože pri odlievaní do piesku je potrebné vo väčšej miere používať chladiace žehličky, aby sa dosiahli čo najvyššie pevnostné vlastnosti, z technického hľadiska sa permanentná forma a odliatok do piesku navzájom približujú, takže sa výrobca rozhodol pre nízkotlakové trvalé odlievanie do formy s vysokým pieskovým jadrom.
Tento proces kombinuje výhody nízkotlakového liatia s výhodami gravitačného liatia. Vynikajúca vhodnosť na natieranie otvorov valcov sa tu už osvedčila pri veľkovýrobe.
Ľahké váhy: komponenty podvozku a karosérie
Ďalšou manipulovanou veličinou na zníženie hmotnosti vozidla sú obzvlášť ľahké hliníkové odliatky pre podvozok a karosériu vyrobené z hliníka.Odborník na odlievanie v posledných rokoch cielene rozšíril svoje produktové portfólio a už dostal niekoľko objednávok. Výroba hliníkových konštrukčných a podvozkových komponentov prináša nielen hmotnosť, ale aj výhody procesu. Svoju úlohu hrá aj vaša skvelá schopnosť integrácie. Z jednej tlakovej liatiny sa dá napríklad odlievať závesná vzpera. Ak je naopak oceľová, musí byť k sebe privarených až dvadsať jednotlivých plechov.
V súčasných projektoch pre konštrukčné prvky sa využívajú dlhoročné skúsenosti dodávateľa - pri tlakovom liatí aj pri nízkotlakom liatí s pieskovými jadrami. Klimesch: "Vyvinuli sme pre to špeciálne koncepty nástrojov, aby sme dosiahli najlepšie vlastnosti komponentov podvozku, ktoré môžu byť dlhšie ako jeden meter." Distribúcia tepla a následné riadené tuhnutie sú zložité procesy, ktoré je možné zvládnuť iba s príslušnými skúsenosťami.
Niekoľko sériových objednávok už bolo pevne rezervovaných pre hliníkové tlakové liate diely; ktoré sa vyrábajú v závodoch v Nemecku a Číne. Okrem toho sa v Číne vyrábajú tri série od nemeckého výrobcu; ten istý komponent sa začal sériovo vyrábať pre sériu vyrobenú v Nemecku od polovice roku 2015. KS HUAYU AluTech sa sériovo vyrába pre pomocný rám zadnej nápravy a nosič kolies odlievaný nízkotlakovým tlakovým liatím od polovice roku 2016. Už boli zadané objednávky na projekty vozidiel v oblasti elektromobility. Napríklad globálne aktívny nemecký výrobca automobilov zadal zákazku na výrobu puzdier pre elektromotory v osobných automobiloch. Celková objednávka za obdobie siedmich rokov predstavuje 100 miliónov EUR. Výroba sa začne v polovici roku 2018 v čínskom podniku KPSNC Kolbenschmidt Pierburg Shanghai Nonferrous Components, ktorý tiež patrí spoločnosti Rheinmetall Automotive. K vývoju a dodaniu prototypu potrebného ľahkého krytu s hmotnosťou iba okolo dvadsať kilogramov došlo v závode Neckarsulm.
Existujú tiež objednávky od dvoch nemeckých výrobcov na výrobu krytov batérií. Tieto sa vyrábajú tlakovým liatím na miestach v Nemecku a Číne.