BMW Boxermotoren Gussanwendungen gestern, heute und morgen.

Transkript

1 Seite 1 BMW Boxermotoren Gussanwendungen gestern, heute und morgen Ségaud, Wagener, Bauer

2 Seite 2 Die Anfänge : Formenbau in der BMW Gießerei Kardangehäuse der BMW R32

3 Seite 3 Die Weiterentwicklung. Der luftgekühlte Boxermotor, wie er für viele Jahre optisch die Marke BMW symbolisiert: Sandguss: Der 33 PS starke Motor M51 a von

4 Seite 4 Nachkriegsära: Kokillengießerei in Ab 1969: M04-Motor der R60 mit einteiligem, steifem Tunnelgehäuse, Alu-Zylinder mit Graugussbuchsen 4

5 Seite 5 Umstieg auf Druckguss ab BMW Vierventil-Boxermotor der R1100 RS mit luft - / ölgekühlten Zylinderköpfen 5

6 Seite 6 Die Zukunft des Boxermotors beginnt 2013 mit dem R1200GS. 6 Integration von Generator, Ölpumpe, Kupplung und dem kompletten Getriebe. Die Zylinder sind nicht wie im Vorgängermodell separat hergestellt und montiert sondern am Kurbelgehäuse angegossen.

7 Seite 7 Lastenheft / Vorgaben und Kriterien. 1. Reduktion der Bauteilanzahl: Integration von Generator, Ölpumpe, Kupplung und dem kompletten Getriebe. Die Zylinder sind nicht wie im Vorgängermodell separat hergestellt und montiert sondern am Kurbelgehäuse angegossen. In Summe anstatt 6 Einzelteilen entstand nur noch ein integratives Gussteil. 2. Lackierfähige Oberfläche (min. Class B). 3. 3D Bearbeitung der Kühlzonen durch Hybridkühlung. 4. Hochbelastbare Zylinderlaufflächen-Beschichtung. 5. Hohe mechanische Kennzahlen, niedrige Porositäten und ein homogenes Gefüge zur Sicherstellung optimaler Tribologie- Eigenschaften. 7

8 324 mm EA Seite 8 Konstruktion. Gewicht rechts: 8,5 kg links: 9,9 kg

9 Seite 9 Simulation. 9

10 Seite 10 Gießsystem. Anguss über die spätere Zylinderlauffläche mit zwei verschiedenen Anschnittarmen, um ein homogenes Gefüge im Bereich der Zylinderlauffläche und der LDS-Beschichtung sicherzustellen.

11 Seite 11 Werkzeugauslegung. Gewicht fahrende Seite : 15 t feste Seite: 9 t 3153 mm Schräggezogener Schieber 3141 mm

12 Seite 12 Druckgießen / Temperierung der Form und Prozessüberwachung. Jet Cooling Jeder Kreis elektronisch gesteuert. Temperatur, Vakuum und Restfeuchtigkeit werden überwacht.

13 Seite 13 Beschichten Prozesskette. Honvorgang Oberflächenaktivierung (HDS) Wärmebehandlung T5 Mechanische Bearbeitung Thermische Beschichtung (LDS) Druckguss

14 Seite 14 Beschichten Hochdruckstrahlen (HDS). Verwendung Hochdrucktechnik (bis 3000 bar). Mehrere Flachstrahldüsen aktivieren die Zylinderlauffläche. Verwendung einer Emulsion auf Wasserbasis. Düsen

15 Seite 15 Beschichten Lichtbogendrahtspritzen (LDS). Zylinderwand Drahtführung (Anode) Schicht Partikelstrahl Draht Gasstrom + Substrat Metallographischer Schliff durch die LDS-Schicht Lichtbogen Draht - Drahtführung (Kathode)

16 Seite 16 BMW Boxermotoren und Strukturteile. Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Funktionsintegration und Komplexitätserhöhung. ZB Federbeintopf in Stahl: = 12 Teile Gewicht: 7,40 kg Federbeintopf in Aluminium: = 1 Teil Gewicht: 4,30 kg Weitere Substitution mit integrativen Gussteilen ZB Längsträger in Stahl: = 12 Teile Gewicht: 15,50 kg Längsträger in Aluguss: = 1 Teil Gewicht: 9,80 kg Fügetechnik und Korrosionsschutz muss neu abgesichert werden.

17 Seite 17 Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Druckgießen / Entwicklungszeit. Quelle: Benchmark der Deutschen Druckgussindustrie im internationalen Vergleich Dr. Rolf Meier 2009

18 Seite 18 Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Druckgusswerkzeuge / Fertigungszeit. Werkzeugfertigung erste Teile Teile Status Wochen 36 Wochen 8 Wochen Q-Schleifen 2013 Reduzierung Werkzeugfertigung 12 Wochen 16 Wochen 20 Wochen 4 Wochen Reduzierung Q-Schleifen 4 Wochen = 2 Wochen nach Werkzeuglieferung erste Teile

19 Kosten [T ] Seite 19 Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Sandguss Prototypen / Entwicklungszeit. 100 Rapid Tooling 1. Stück Konventionelle Modelltechnik 1. Stück Minimale Anfertigungszeit 5 Generatives Prototyping 1 Stück (Ohne Werkzeug) Zeit [Wochen]

20 Seite 20 Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Ausblick 3D-Drucken von Kernen. Heute für Prototypen Sandkerne für Prototypenbauteile

21 Seite 21 Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Ausblick 3D-Drucken von Kernen. morgen für Serienfertigung?

22 Seite 22 Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Ausblick Technologie der Zukunft. 3D-Drucken: Serientauglich?

23 Seite 23 Gussanwendungen gestern, heute und morgen. Und die BMW Gießerei. seit ? ~ ~ BMW Gießerei in München Entscheidung zur neuen Gießerei in Landshut Vollbetrieb LITZ- Leichtmetall & Spatenstich Erweiterung Gießerei für NG-6 KGH 1. Guss 1. geruchsfreie in der Gießerei durch Magnesium anorganische Gießerei Kernbinder Erweiterung der Gießerei KGH mit LDS und Strukturteile ca Jato ca Jato ca Jato Additive / generative Serien- Fertigung?

24 Seite 24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 24