Aluminiumguss Toyota erhält den Okochi Memorial Production Prize

Produktion Auszeichnung für Aluminiumguss-Verfahren

07.04.2020 Von Thomas Günnel

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Wiederverwendbarer Sand in der Gießerei: Der japanische Automobilhersteller Toyota ist für ein Fertigungsverfahren für Zylinderköpfe ausgezeichnet worden.

Toyota hat den „Okochi Memorial Production Prize“ erhalten, für ein Verfahren zur Fertigung von Zylinderköpfen.
(Bild: Toyota)

Toyota ist für eine Aluminiumguss-Technologie für die Fertigung von Zylinderköpfen ausgezeichnet worden. Für das Verfahren erhielt der Automobilhersteller den „Okochi Memorial Production Prize“. Den Preis verleiht die Okochi-Gedächtnis-Stiftung für besondere Leistungen in Forschung, Entwicklung und Produktionstechnik.

Die Besonderheit des Verfahrens: Erstmals ist der zum Formen der Kanäle verwendete Sand wiederverwendbar. Außerdem lässt er sich bei geringeren Temperaturen verarbeiten. Das Verfahren nutzt das anorganische Material „Wasserglas“. Toyota hatte bereits im Jahr 2010 damit begonnen, das Verfahren zu entwickeln, in der Serienfertigung setzt es der OEM seit 2014 ein, andere Automobilhersteller nutzen die Technik ebenfalls.

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Die schematische Darstellung konventioneller und komplexerer Kühlkanäle (r.) im Zylinderkopf und die mögliche Kühlleistung.

Das neue Verfahren mit fließfähigerem Material (r.) ermöglicht es, dünnere und komplexere Kühlasserkanäle zu fertigen.

Die Fertigunsschritte eines Zylinderkopfes. Der verwendete Sand ist bei dem von Toyota entwickelten Verfahren wiederverwendbar.

Grundsätzlich lassen sich mit dem Verfahren die Kühlkanäle in den Zylinderköpfen komplexer modellieren – in der Folge lässt sich Wärme effizienter abführen, was sich positiv auf die mögliche Motorleistung auswirkt.

Hintergrund zum Verfahren

Kühlwasserkanäle sind normalerweise aus Formen von Sand und Klebstoff modelliert. Als Klebstoff für die Kerne diente vor der Weiterentwicklung organisches Phenolharz – das aber beim Gießen starke Gerüche und Rauch entwickelt; und entsprechend teure und aufwändige Gegenmaßnahmen erfordert. Mittels „Wasserglas“ sinkt die Geruchsbelastung bei dessen Verarbeitung auf unter ein Hundertstel der sonst üblichen Konzentration.

Ein Mitarbeiter füllt Rohmaterial nach. Auch mit dem Einsatz von Sekundärmaterial lassen sich mittels Rheocasting hochqualitative Gussbauteile herstellen. (Salzburger Aluminium Group)

Maßnahmen zur Luftreinhaltung in den Produktionsstätten können deutlich geringer ausfallen. Durch sogenannte Tenside wird zudem eine schaumartige Konsistenz erzeugt, die die Fließfähigkeit des Sandes verbessert. Bisherige Einschränkungen beim Modellieren entfallen.

Was ist „Wasserglas“?

Wasserglas sind glasartige, wasserlösliche Natrium-, Kalium- und Lithiumsilicate oder ihre wässrigen Lösungen, die aus einer Schmelze erstarrt sind.

Mehr Informationen zum Material

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