Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

IPH entwickelt materialsparendes Schmiedeverfahren für Stahlkolben

27.08.2014

Umweltfreundlichere Autos günstiger herstellen: An diesem Ziel arbeitet das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gemeinsam mit der Industrie.

In einem Forschungsprojekt entwickeln die Ingenieure derzeit ein neuartiges Schmiedeverfahren, das bei der Herstellung von Stahlkolben bis zu zehn Prozent Material sparen soll. Das senkt nicht nur die Kosten, sondern spart auch Energie und Rohstoffe und schont so die Umwelt. Zudem ermöglichen die so hergestellten Stahlkolben den Bau spritsparender Motoren.


Stahlkolben für einen Dieselmotor: Die Bohrung für den Kolbenbolzen soll künftig schon während des Schmiedens eingebracht werden.

Quelle: Kolbenschmidt Pierburg AG

Kolben für Fahrzeugmotoren werden allein in Deutschland jedes Jahr millionenfach hergestellt – doch die Herstellung ist nicht besonders effizient. Wenn der Kolben nach dem Schmieden mit der Bohrung für den Kolbenbolzen versehen wird, geht viel Material verloren.

Könnte man diese Bohrung schon während des Schmiedens einbringen, ließe sich bis zu zehn Prozent Material sparen, schätzen die Ingenieure des IPH. Dadurch würde weniger Stahl verschwendet und weniger Energie zur spanenden Bearbeitung benötigt. Die Bauteile würden dadurch günstiger – und ihre Herstellung wäre weniger belastend für die Umwelt.

Das Problem: Mit herkömmlichen Schmiedeverfahren lassen sich keine horizontalen Bohrlöcher in ein Bauteil einbringen. Denn die Presse formt das Bauteil nur durch Druck von oben. Seitliche Ausformungen – sogenannte Hinterschnitte – sind damit nicht möglich.

Um das Problem zu lösen, will das IPH ein neues Umformverfahren entwickeln, das auf dem sogenannten mehrdirektionalen Schmieden aufbaut: Hier wird nicht nur durch Druck von oben umgeformt, sondern zusätzlich durch Druck von den Seiten. Das mehrdirektionale Schmieden wurde am IPH bereits erfolgreich erprobt, ein ähnliches Verfahren soll nun auch Hinterschnitte in Stahlkolben ermöglichen.

Kolben aus Stahl sind essenziell für die Herstellung spritsparender Motoren. Künftig – davon sind die IPH-Ingenieure überzeugt – werden Stahlkolben die Aluminium-Kolben ablösen, die derzeit vorrangig im Automobilbau eingesetzt werden.

Denn Aluminium ist zwar leicht, und leichtere Fahrzeuge verbrauchen in der Regel weniger Sprit. Doch noch mehr Kraftstoff lässt sich einsparen, wenn in den Fahrzeugen kleinere, aber leistungsfähigere Turbo-Motoren verbaut werden. In ihnen herrschen höhere Zünddrücke auf kleinem Raum – und diesen Belastungen können Kolben aus hochfestem Stahl besser standhalten als solche aus Alu.

In dem Forschungsprojekt arbeitet das IPH mit neun Unternehmen zusammen – von Stahlproduzenten über Schmiedeunternehmen bis zu Kolbenherstellern – die die Forscher mit ihrem Know-How unterstützen. Das Projekt läuft bis Februar 2016. Bis dahin wollen die Ingenieure ein neuartiges, voll funktionsfähiges Schmiedewerkzeug entwickelt und erprobt haben, das Stahlkolben mit Hinterschnitten herstellen kann. Das Prinzip ließe sich dann auch auf andere Bauteile übertragen, beispielsweise auf Scharniere oder Querlenker.

Das IGF-Vorhaben (IGF-Nr. 18162N) der FOSTA Stahlforschung e.V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Weitere Informationen:

http://www.hinterschnittschmieden.de

Susann Reichert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Bauteile Bohrung Energie IPH Kolben Material Motoren Produktion Schmiedeverfahren Stahl Umwelt

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht eldec-Technologie im Maschinenbau: Standardisierte Hochleistungsgeneratoren für exzellente Maschinenbaulösungen
15.12.2016 | EMAG eldec Induction GmbH

nachricht Neuer Fräser arbeitet schneller und spart Energie
12.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie