Leichtere Kurbelwellen mit intelligenter Software

Der japanische Autohersteller Honda und der Softwareentwickler Autodesk arbeiten zusammen an einer Möglichkeit, die bislang noch schwergewichtigen Kurbelwellen mit computergestütztem Design leichtgewichtiger zu machen. Die vor allem durch den Transportverkehr verursachten hohen CO2-Werte, die zu einem wesentlichen Teil vom Gewicht abhängen, sollen so deutlich verringert werden.

Zukünftig soll bei Honda eine wesentliche Antriebskomponente des Fahrzeugmotors mit leichterem Gewicht hergestellt werden. Symbolfoto: Tomasz Mikolajczyk | Pixabay.
Zukünftig soll bei Honda eine wesentliche Antriebskomponente des Fahrzeugmotors mit leichterem Gewicht hergestellt werden. Symbolfoto: Tomasz Mikolajczyk | Pixabay.
Claudia Leistritz

Bei Honda wird diese Technologie des generativen Designs, also der programmierten visuellen Darstellung komplexer Sachverhalte, bereits unter anderem bei Halterungen von Sicherheitsgurten und Motorradkomponenten eingesetzt. Bei einer Verringerung des Gewichts von schweren Motorbestandteilen könne man besonders effektiv den CO2-Ausstoss verringern, vor allem beim Straßentransportverkehr, der von den im Bereich Tansport anfallenden CO2-Werten mit über 70 Prozent den Löwenanteil ausmache, so Autodesk.

Kurbelwellen stellen einen zentralen Bestandteil des Motors dar. Sie müssen außerordentlich stabil und widerstandsfähig sein, um die auf den Kolben wirkende Kraft in eine Rotationsbewegung und auf das Fahrwerk umzuleiten. Der Bau einer Kurbelwelle müsse vor allem geeignet sein, dem hohen Druck aus dem Verbrennungsmotor standzuhalten, zudem müsse die Drehbewegung dauerhaft stabil gehalten werden, so Hirosumi Todaka, Konstrukteur bei Honda.

Früher habe man nach umständlich händisch vorgenommenen Korrekturen nur ein einziges Werkstück herstellen können. Gemeinsam mit Autodesk habe man große Mengen an Daten verwertet und erkannt, dass ein gleichzeitiges Optimieren von Herstellung und Formgebung eines Werkstücks, wie es bei generativem Design in der visuellen Darstellung geschieht, von unschätzbarem Wert seien. Das habe zu Umstellungen in der bisherigen Herangehensweise geführt. So habe man zum Beispiel auch mit Fachleuten aus der Luftfahrt kooperiert.

Im generativen Entwurfsprozess könne man die Formgebung mit Berücksichtigung der Herstellungsart wie unter anderem der additiven Fertigung sofort abstimmen, so Todaka. Vorangegangene Versuche hatten zunächst ein um bis zu 50 Prozent geringeres Gewicht ergeben, beließen jedoch Zweifel an der nötigen Stabilität des Materials. Durch das neue Verfahren ist eine Gewichtsreduktion von bis zu 30 Prozent angezielt.

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