Laserauftragschweißen: Aluminium-Zylinderkopf (Automobil)
Industrielle Herausforderung
Ziel ist es, eine herkömmliche Architektur mit eingepressten Ventilsitzringen (Press-Fit) durch eine Lösung mit direkter Auftragung auf den Aluminium-Zylinderkopf zu ersetzen. Dieser Ansatz soll die Konstruktion vereinfachen, die Motorleistung verbessern und Montagezwänge beseitigen, während Werkstoffe unterschiedlicher Art mit hoher industrieller Zuverlässigkeit integriert werden.
Umgesetzte Lösung
IREPA LASER hat ein pulverbasiertes Laser-DED-Verfahren entwickelt, das die direkte Auftragung einer Kupferbasislegierung auf Aluminium zur Herstellung der Ventilsitze ermöglicht. Gezielte Arbeiten an der Werkstoffzusammensetzung und den Prozessparametern wurden durchgeführt, um eine stabile Fertigung und eine reproduzierbare, industrialisierungsfähige metallurgische Qualität zu gewährleisten.
Gemeisterte Herausforderung
Die Hauptschwierigkeit liegt in der Beherrschung einer besonders empfindlichen Werkstoffpaarung, bei der die Kontrolle der Aufmischung zwischen Kupfer und Aluminium die Endleistung unmittelbar bestimmt. Ebenso wesentlich ist die Stabilisierung des Schmelzbads, um homogene und reproduzierbare Auftragungen zu erzielen, sowie die Validierung des thermomechanischen Verhaltens unter realen Motorbedingungen.
Ergebnisse für den Kunden
Die Lösung verbessert die Motorleistung und das Wärmemanagement der Ventilsitze. Zudem bietet sie durch den Wegfall der Press-Fit-Zwänge mehr Gestaltungsfreiheit und verlängert dank optimierter Werkstoffintegration die Lebensdauer der Komponenten.
