Zylinderkopf-Rekonstruktion
Ersatzteile für Porsche-Legenden per 3D-Druck herstellen
Für Porsche 550 Spider, 904 oder 356 Carrera sind spezielle Teile wie Zylinderköpfe heute leider nicht mehr erhältlich. Im Schadensfall hilft nur die Nachkonstruktion. 3D-Druck kann sich dabei als wirtschaftliche Möglichkeit erweisen.
Wer heute einen legendären Porsche 550 Spider, 904 oder 356 Carrera besitzt, kann sich glücklich schätzen. Die Fahrzeuge haben in den letzten Jahren einen exorbitanten Wertzuwachs erlebt. Leider sind spezielle Teile wie Zylinderköpfe heutzutage nicht mehr erhältlich.
Die Nachkonstruktion der aufwendigen Bauteile stellt für jeden Konstrukteur eine Herausforderung dar, da Zeichnungen in den meisten Fällen nicht vorhanden sind und durch die OEM auch nicht zur Verfügung gestellt werden. Im konkreten Fall begann die Rekonstruktion eines Carrera Aluminium Zylinderkopfes mit dem Vermessen und Scannen des defekten Kopfes.
In aufwändiger Kleinarbeit mussten Ventilführungen, Sitzringe, Nockenwellenlager, Ein- und Auslasskanäle, Zylinderkopfverschraubung etc. 3D-Grundkörper angelegt, zu übergeordneten Funktionsmodellen importiert und mit gießtechnischen Konstruktionsmerkmalen wie Aufmaß, Abzugsschräge, Verrundungen versehen werden.
Nach der geometrischen Rekonstruktion bei der Firma CAD Support aus Mössingen stand die Herstellung der Sandkerne auf dem Programm. Die Umsetzung des Projektes mit klassischen Kernen auf Basis von Kernformwerkzeugen war allein aus Kostengründen unmöglich. Die einzige Alternative bestand in der Herstellung der Kerne über den 3D-Druck.
Der Auftrag für den Druck des kompletten Kernpakets mit insgesamt elf Kernen ging an das voxeljet-Dienstleistungszentrum in Friedberg, das über langjährige Erfahrung verfügt. Dank der hervorragenden Druckqualität der voxeljet-Printer war es zudem möglich, die mit zwei Millimetern extrem dünnwandigen Kühlrippen ohne zusätzliche Stützstrukturen in den Innen- und Außenkernen darzustellen.
Den Abguss übernahm die auf Sonderbauteile spezialisierte Gießerei Rauleder & Rudolf in Schwäbisch Gmünd. Eine HIP (hot isostatic pressure) Behandlung führte zu einer drastischen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften sowie zu einer Reduktion der Poren. Eine abschließende T6-Wärmebehandlung sorgte dann für die endgültigen Festigkeitseigenschaften des Zylinderkopfes. Die Endbearbeitung der Bauteile erfolgte auf Basis der 3D-CAD Daten in einem 5-Achsen Bearbeitungszentrum. Nach seiner Komplettierung war der Aluminium-Zylinderkopf bereit zur Montage. kf
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