Grundlagenuntersuchungen zum Bohren und Gewinden in hitzebeständigen Edelstahlguss für Turboladergehäuse (TURBO)

Forschungsprojekt

Das „Downsizing“ von Verbrennungsmotoren durch Turbo-Aufladung ist eine der wesentlichen Brückentechnologien im Bereich moderner Antriebskonzepte. Die Reduzierung des Hubraumes von z.B. 2,5L auf unter 1,5L bei gleichzeitiger Leistungssteigerung, reduziertem Kraftstoffverbrauch und einer signifikanten Reduzierung des CO2 Ausstoßes, lässt sich nur durch den Einsatz moderner Turbolader-Technologien in Kombination mit Direkteinspritzsystemen realisieren. Dem Anteil der in der Automobilindustrie eingesetzten Turboladern im Bereich von Benzin-Motoren wird für die nächsten 10 Jahren eine annähernde Verdoppelung vorausgesagt. Die auftretenden Temperaturen im Turboladergehäuse steigen dabei deutlich auf ca. 1050°C und erfordern den Einsatz hitzebeständiger Edelstahllegierungen.

Diese Werkstoffe lassen sich im Vergleich zu den bisher genutzten austenitischen Gusseisenlegierungen wesentlich schwieriger spanend bearbeiten. Bohren und nachfolgendes Gewinden sind dabei besonders kritische Zerspanungstechnologien, da es sich bei beiden Verfahren um eine Innenbearbeitung mit schwieriger Spanförderung handelt und gleichzeitig eine hohe Reibung zwischen Werkzeug, Werkstück und Span auftritt.

Im Rahmen des Projektes „TURBO“ werden Grundlagenuntersuchungen zum Bohren und Gewinden (Gewindebohren und Gewindeformen) in hitzebeständigen Edelstahlguss durchgeführt und die begrenzte Leistungsfähigkeit heute verfügbarer Präzisionswerkzeuge aufgezeigt. Es werden Ansätze zur Werkzeugoptimierung erarbeitet und Untersuchungen zu den Einsatzmöglichkeiten des Gewindeformens durchgeführt.

Projektlaufzeit

03.01.2011 - 27.07.2012

Projektleitung

Mittelgeber

Kommission für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs (FNK) an der HTW Berlin

Kooperationspartner

Industriepartner: Internationale Werkzeughersteller

Hochschulpartner: Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brasilien, Universidade de Caxias do Sul (UCS), Brasilien