Priusfreunde.de

Pressemitteilung der Toyota Deutschland GmbH


6. April 2020


Toyota entwickelt Aluminiumgussverfahren für Zylinderköpfe

Flexible Gestaltung, geringere Umweltbelastung

• Technologie nutzt anorganisches Material Wasserglas
• Verringerte Geruchs- und Rauchentwicklung in der Produktion
• Basis für hohen Motorenwirkungsgrad und die Nachhaltigkeitsziele

Die Toyota Motor Corporation hat jetzt eine neuartige Aluminiumguss-Technologie für Zylinderköpfe entwickelt. Das innovative Verfahren nutzt das anorganische Material Wasserglas: Es lässt sich nicht nur flexibel einsetzen, sondern reduziert auch die Umweltbelastungen.

Die Kühlwasserkanäle von Zylinderköpfen werden normalerweise aus Formen von Sand und Klebstoff modelliert. Für die Herstellung dieser sogenannten Kerne wird allerdings das organische Phenolharz als Klebstoff verwendet – ein Material, das beim Gießen starke Gerüche und Rauch entwickelt, was in den Werken entsprechend kostspielige und raumeinnehmende Gegenmaßnahmen erfordert.





Anorganische Materialien als Klebstoff eliminieren die Dämpfe. Allerdings ließen sich die Kerne damit bislang nur eingeschränkt modellieren. Dünne und aufwendig geformte Kühlwasserkanäle sind allerdings unabdingbar, um die Kühl- und damit die Motorleistung zu verbessern. Auch der im Prozess eingesetzte Sand konnte bislang nicht wiederverwendet werden.





Das neue Toyota Verfahren löst diese Probleme: Mit Wasserglas wird ein anorganisches Material verwendet. Dadurch sinkt die Geruchsbelastung auf unter ein Hundertstel der sonst üblichen Konzentration, wodurch entsprechende Maßnahmen zur Luftreinhaltung in den Produktionsstätten deutlich geringer ausfallen können. Durch sogenannte Tenside wird zudem eine schaumartige Konsistenz erzeugt, die die Fließfähigkeit des Sandes verbessert – dadurch sind deutlich dünnere und komplexere Kühlwasserkanäle in Zylinderköpfen möglich. Diese Maßnahme trägt entscheidend zum ausgezeichneten thermischen Wirkungsgrad von 41 Prozent bei, den moderne Toyota Verbrennungsmotoren inzwischen aufweisen. Der eingesetzte Sand kann darüber hinaus mehrfach verwendet werden. Durch die geringere Verarbeitungstemperatur konnten die CO2-Emissionen gegenüber den herkömmlichen Methoden mehr als halbiert werden.

Damit leistet das neue Aluminiumguss-Verfahren, das jetzt mit dem prestigeträchtigen Okochi Memorial Production Prize für besondere Leistungen in Forschung, Entwicklung und Produktionstechnik ausgezeichnet wurde, einen wichtigen Beitrag zur Toyota Environmental Challenge 2050. Die ehrgeizigen Nachhaltigkeitsziele des japanischen Mobilitätskonzerns sehen eine deutliche Verringerung der Emissionen vor – sowohl bei den Fahrzeugen als auch in der Produktion. In Zukunft wird Toyota diese Technologie zudem nicht nur intern verstärkt nutzen, sondern auch auf andere Unternehmen ausweiten.

Zum Vergrößern auf die Bilder klicken.
Bildnachweis: Toyota Deutschland GmbH

Wasserglas als Bindemittel des Formsandes, versetzt mit Kohlenstaub zu Kernen gebacken, ist allerdings nicht neu. Wurde schon vor über 100 Jahren bei der Herstellung von Heizkörper- und Kesselgliedern in der Gießerei, wo ich einmal arbeitete, verwendet. Allerdings war das Grauguß und kein Aluminium.
Nur verstehe ich nicht, warum man das als umwerfende Neuheit verkauft.

MfG Harzbube.

Steht doch da: bisher war das Verfahren nicht fein genug für die Modellierung der Kühlwasserkanäle.

Ja, aber die Verwendung von Wasserglas als Bindemittel zum Formsand ist schon über 100 Jahre alt.

MfG Harzbube.

Ja, aber die Idee da noch Seife mit reinzurühren damit der Sand besser flutscht scheint meganeu zu sein

So ist das doch heutzutage in der Forschung. Jedes kleinste Mü an Neuigkeit rechtfertigt eine Publikation oder ein Patent...

Zugefügte Tenside sollen vermutlich die Hohlräume in der Sandsatruktur auffüllen, um eine glattere Gussfläche zu erzeugen. Beim Guss verbrennen die Zusatzstoffe und der Kern zerbröselt bis zum Erkalten des Gussteils. Dieser wird dann durch mechanische Erschütterungen aus dem Gussteil entfernt.
Bei der Herstellung von Gussradiatoren sind so präzise Hohlräume wie bei Zylinderköpfen nicht gefragt. Der Guss war oft so rau, dass es zu Undichtheiten der Radiatoren am Einguss gab mit anschließender Nacharbeitung. Leichte Sickerstellen hatte man durch anschließendem natürlichen Rostaufbau der Zeit überlassen. (zugerostet)
Ob die Kerne wieder aufgearbeitet wurden, kann ich nicht sagen, aber der Formsand wurde wieder verwendet.

MfG Harzbube.

Zitat:
Technologie mit Wasserglas
Toyota stellt neues Alugussverfahren für Zylinderköpfe vor

Toyota stellt eine neuartige Aluminiumguss-Technologie für Zylinderköpfe vor, bei der das anorganische Material Wasserglas zum Einsatz kommt. Der OEM sieht darin einen Stellhebel zur Reduzierung der Umweltbelastungen.
- www.automobil-produktion.de/technik-prod...rkoepfe-vor-112.html

Grüße, Egon