Motor aus Kunststoff

Polimotor 2 profitiert vom 3D-Druck

Dank einem für das Lasersintern entwickelten Polyamid 6-Werkstoff (PA6) soll ein im 3D-Druck produziertes, anspruchsvolles Kunststoffteil die Leistungsfähigkeit eines typischerweise im Spritzguss produzierten Bauteil erreichen.

Im Polimotor 2-Projekt ist der Ansaugluftsammler (Plenumkammer) aus einem leistungsfähigen PA6-Pulver im 3D-Druck erzeugt worden. (Bild: Solvay)

Wie schon beim ursprünglichen Polimotor-Konzept in den 1980er Jahren dreht sich bei Polimotor 2, der noch in diesem Jahr in einem Rennen zum Einsatz kommen soll, alles um den Einsatz von Kunststoffen und damit den Metallersatz. Inzwischen wird sogar Kunststoff durch Kunststoff ersetzt, um weitere Optimierungen zu erreichen. So wird das Polimotor 2-Plenum, das als Sammler für die Ansaugluft dient, im 3D-Druck aus einem Sinterline Technyl PA6 mit 40 Prozent Glaskugelverstärkung von Solvay produziert. Dazu sei die Konstruktion des ursprünglich für den Spritzguss angelegten Bauteils übernommen worden. Das Pulver basiere auf der gleichen Polymerchemie wie die üblichen Polyamide von Solvay, aber für den 3D-Druck optimiert.

Das Plenum im Kfz-Motor ist eine Druckkammer, die den Luftstrom vom Einlass auf die Zylinder verteilt. Das Polimotor 2-Plenum hat ähnliche Spezifikationen wie die Druckkammern heutiger Serienfahrzeuge, wo sie als PA-Spritzgießteile mit 2 bis 3 Millimeter Wanddicke einem Überdruck von 2 bis 4 bar standhalten müssen. Die gedruckten Teile bieten nach Unternehmensangaben zuverlässige Leistung in herkömmlichen metallischen Turbomotoren, die Strahlungstemperaturen bis 121 °C erreichen. Im Polimotor 2 treten dank der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der weitgehend aus Kunststoff gefertigten Motorbauteile zudem vergleichsweise niedrigere Temperaturen von lediglich 66 bis 93 °C auf.

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Ziel des Polimotor 2-Projekts ist die Entwicklung eines 4-Zylinder-Vollkunststoffmotors mit doppelter obenliegender Nockenwelle, der mit 63 bis 67 Kilogramm etwa 41 Kilogramm weniger wiegt als ein vergleichbarer aktueller Serienmotor. Einschließlich der Plenumkammer wird das Projekt von Matti Holtzberg die Polymertechnologie von Solvay für bis zu zehn weitere Motoranwendungen nutzen, darunter eine Wasser- und eine Ölpumpe, Wasserein- und -auslässe, Drosselklappen, Einspritzdüsen und andere Hochleistungsteile.

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