Schwerpunkte

Porsche, Mahle und Trumpf

Hochleistungskolben aus Aluminium im 3D-Druckverfahren

14. Juli 2020, 11:30 Uhr   |  Stefanie Eckardt

Hochleistungskolben aus Aluminium im 3D-Druckverfahren
© Porsche

Im 3D-Drucker entstehen die Kolben Schicht für Schicht mithilfe eines Lasers.

Im Rahmen einer Kooperation von Porsche, Trumpf und Mahle ist es gelungen, Hochleistungskolben aus Aluminium im 3D-Druckverfahren herzustellen. Erprobt wurden diese auf dem Motorprüfstand für den 911 GT2 RS des Sportwagenherstellers.

Der 3D-Druck ermöglicht, die Kolben mit einer entsprechend der Belastung optimierten Struktur herzustellen. Dadurch wiegen die Kolben aus dem Vorentwicklungsprojekt zehn Prozent weniger als die geschmiedeten Serienkolben. Zudem verfügen sie über einen integrierten und geschlossenen Kühlkanal im Kolbenboden, der mit herkömmlichen Verfahren nicht herstellbar gewesen wäre. »Wir können durch die neuen, leichteren Kolben die Motordrehzahl steigern, die Temperaturbelastung der Kolben verringern und die Verbrennung optimieren«, erklärt Frank Ickinger aus der Antriebsvorentwicklung von Porsche den Vorteil. »Bis zu 30 PS mehr Leistung aus dem 700 PS starken Biturbo-Motor sind dadurch denkbar, und das bei höherer Effizienz.«

3D-Druck-Technologien basieren auf dem Prinzip, dass die Bauteile Schicht für Schicht entstehen, ohne vorher ein spezielles Werkzeug oder eine Form anzufertigen. Dadurch sind Bauformen in nahezu beliebiger Geometrie möglich. Der Drucker kann direkt aus dem Computer mit den Konstruktionsdaten gefüttert werden. Additive Fertigungsverfahren sind daher ideal, um mittels künstlicher Intelligenz konstruierte und optimierte Strukturen herzustellen. Die Kolben des 911 GT2 RS entstanden im so genannten Laser-Metall-Fusion-Verfahren aus hochreinem Metallpulver.

Das neue Verfahren bietet die Möglichkeit, ein bionisches Design umzusetzen. Dabei wird, nach dem Vorbild der Natur, etwa des menschlichen Skeletts, nur an belasteten Stellen Material eingesetzt und die Struktur des Kolbens an diese Belastung angepasst. Zusätzlich wurde ein speziell geformter Kühlkanal in der Nähe der Kolbenringe eingebracht, der die Temperaturbelastung am sogenannten Feuersteg, einem besonders belasteten Teil des Kolbens, senkt. So wird die Verbrennung optimiert und eine höhere maximale Motordrehzahl ermöglicht.

Auf Facebook teilenAuf Twitter teilenAuf Linkedin teilenVia Mail teilen

Das könnte Sie auch interessieren

Mercedes und Nvidia kooperieren für Softwarearchitektur
BMW eröffnet Kompetenzzentrum E-Antriebsproduktion in Dingolfing
Mit synthetischen Kraftstoffen klimaneutral fahren
Schneller Laden mit Hybridspeicher für Wasserstoff und Batterien
Porsche-Werk Leipzig bereitet sich auf Produktion des E-Macan vor
Entwicklung selbstadaptiver Systeme mit KI automatisieren

Verwandte Artikel

Porsche AG, Mahle GmbH