Neues Gießverfahren von KS Huayu AluTech Gestaltungsfreiheit im Guss

Neues Gießverfahren von KS HUAYU AluTech bei einem 4-Zylinder-Reihenmotor.
Neues Gießverfahren von KS Huayu AluTech bei einem 4-Zylinder-Reihenmotor.

Das Joint Venture KS Huayu AluTech von Rheinmetall Automotive und Huayu Automotive Systems hat ein Gießverfahren entwickelt, das sich für komplexe Motorblockkonstruktionen und Elektromotorengehäuse eignet. Das Verfahren kommt im chinesischen Werk in Guangde bereits zum Einsatz.

Durch die Kombination verschiedener Gießprozesse wurde in der Neckarsulmer Versuchsgießerei von KS Huayu AluTech der neue Prozess bis zur Serienreife entwickelt. Das Gießverfahren ermöglicht beispielsweise hochwertige und hochbean­spruchbare Zylinderkurbelgehäuse, die zudem in vergleichsweise kurzen Taktzeiten gegossen werden können. Das neue Sandgussverfahren kommt aktuell bei einem 4-Zylinder-Reihen­motor mit einer übergossenen Graugussbuchse zum Einsatz. Die eingesetzten Buchsen werden dabei zum Zylinderkopf hin um einige Millimeter übergossen – um zu verhindern, dass sich der Fräser bei der anschließenden Bearbeitung durch unterschiedliche Materialien bewegen muss. Die Bauform lässt sich im klassischen Niederdruck-Kokillenguss nicht darstellen. Im chinesischen Werk in Guangde werden bereits mit dem Verfahren die E-Motorengehäuse eines batteriebetriebenen Fahrzeugs für den chinesischen Markt hergestellt.

Bei der Weiterentwicklung des Verfahrens erwiesen sich beispielsweise die hohen Anforderungen an die Positionierung der Buchsen im Sand als Herausforderung. Die Buchsen müssen im komplett montierten Kernpaket beheizt werden, nachdem sie in kaltem Zustand exakt zwischen den rund 22 Sandkernen des Paketes zentriert wurden. Zudem sind im Bereich des Lagerstuhls Kühleisen eingebracht, die den benötigten Wärmeentzug über die Masse steuern. Somit werden sehr hohe Festigkeiten bei gleichzei­tig großer Dehnung des fertigen Blocks erreicht.

Der große Vorteil des Verfahrens ergibt sich durch eine maximale Gestaltungsfreiheit mit Hinterschnitt­geometrien und allen Formen von Kanälen. Hinzu kommt, dass weniger Material zum Einsatz kommt und so eine Gewichtseinsparung zwischen drei und fünf Prozent realisiert werden kann. Aufgrund der äußerst geringen Wärme­leitung von Sand kann man bei gleicher Füllgeschwindigkeit und Temperatur der Schmelze außerdem geringere Wandstärken darstellen. Als vorteilhaft erweist sich zudem, dass der Niederdruck-Sandguss ein sehr stabiles Verfahren mit vergleichsweise wenig Variablen ist – wie beispielsweise der Anbindung des Kernpakets an die Formfüllung. Im Vergleich zum Niederdruck-Kokillenguss liegt die Zykluszeit beim neuen Gießverfahren bei maximal einem Viertel der Zeit.