Renault Trucks druckt Motor-Komponenten

Additive Fertigung Renault Trucks druckt Motor-Komponenten

30.01.2017Redakteur: Thomas Günnel

Renault Trucks hat einen Vierzylindermotor konzipiert, der additiv gefertigte Komponenten enthält. Rund 120 Kilogramm sparte der Hersteller so ein – und bewies bereits die Haltbarkeit einzelner Komponenten auf dem Prüfstand.

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Renault Trucks hat einen Konzeptmotor entwickelt, der mittels additiv gefertigter Bauteile 120 Kilogramm leichter ist als der vergleichbare Ausgangsmotor. Im Bild ein topologieoptimierter und gedruckter Kipphebel.
(Bild: Renault Trucks)

Renault Trucks arbeitet daran, Teile eines Motors im 3D-Druck herzustellen. Bislang konzipierten die Ingenieure den kompletten Motor virtuell neu – fertigten aber unter anderem die Kipphebel und die Lagerdeckel der Nockenwellen mittels des 3D-Metall-Druck-Verfahrens. Anschließend erprobten sie die Komponenten 600 Stunden erfolgreich auf dem Prüfstand in einem Euro 6-Motor. „Das Ziel dieses Projekts ist es, die positiven Effekte der additiven Metallfertigung auf die Größe und das Gewicht des Motors aufzuzeigen. Durch dieses Verfahren haben wir das Gewicht eines Vierzylindermotors um 25 Prozent, also um 120 Kilogramm, reduzieren können“, erklärt Damien Lemasson, Projektleiter bei Renault Trucks. „Die durchgeführten Versuche beweisen außerdem die Haltbarkeit eines mit Hilfe des 3D-Drucks hergestellten Motors.“

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Mittels des 3D-Druck-Verfahrens könnten künftige Motoren deutlich leichter werden. Der bei Renault Trucks konzipierte Fünf-Liter-Dieselmotor spart 120 Kilogramm. Im Bild rot gefärbt sind Teile, die sich additiv fertigen lassen.

Diese Teile integrieren mehrere Funktionen oder Bauteile – verglichen mit dem auf herkömmliche Weise gefertigten Motor (l.) lassen sich so etliche Einzelkomponenten sparen.

Ein auf übliche Weise hergestellter Kipphebel.

Im Konzeptmotor setzt Renault unter anderem additiv gefertigte Kipphebel und Lagerdeckel der Nockenwellen ein. Beide Bauteile testete der Hersteller erfolgreich auf dem Prüfstand. Im Bild deutlich erkennbar ist die Topologieoptimierung am Kipphebel.

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Komponenten integrieren und optimieren

Die additive Metallfertigung bietet gänzlich neue Entwicklungsperspektive für Verbrennungsmotoren. So lassen sich komplexe, organische Formen durch den Aufbau von Komponenten mittels Schichtung von Werkstoffen herstellen – Teile können so optimiert werden und die Anzahl der Montagevorgänge und der Motorkomponenten kann sinken. „Dieses Verfahren eröffnet grundlegend neue Perspektiven für die Motorentechnik von morgen, die damit funktioneller und leichter wird“, sagt Lemasson. Die Anzahl der Bestandteile des neu entwickelten Fünf-Liter-Motors sank um 25 Prozent – 200 Teile. So integrierten die Ingenieure zum Beispiel 80 Teile in den Zylinderblock und 45 Teile in den Zylinderkopf. Außerdem optimierten sie etwa die Halterung der Lichtmaschine und des Motorkabelbaums.

In naher Zukunft in der Kleinserie

Nach den ersten erfolgversprechenden Versuchen arbeitet der Hersteller jetzt daran, die Funktion der Teile und ihrer Leistungen zu verbessern. Nach eigenen Angaben will Renault das Verfahren in naher Zukunft für spezifische Anwendungen oder für Kleinserien einsetzen.

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