XJet produziert den ersten vollständig keramischen Kolben

Spyros Panopoulos Automotive (SPA) hat für sein Chaos-Ultracar mit Hilfe der XJet-Technologie den weltweit ersten additiv gefertigten Kolben eines Automotors entwickelt, der vollständig aus Keramik besteht.

Spyros Panopoulos – SPA-Gründer, Pionier in der Automobilindustrie und Mann hinter dem effizientesten Verbrennungsmotor der Welt – strebt für das in der Entwicklung befindliche Chaos-Ultracar Geschwindigkeiten von über 500 km/h und eine Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in 1,55 Sekunden an. Damit verfügt er über den schnellstdrehenden Serienmotor aller Zeiten, der bis zu 12.200 U/min und 3.065 PS erreicht.

Um den Motor zu verwirklichen und die geforderten extremen Leistungswerte zu erreichen, wurde der “Anadiaplasi”-Kolben entwickelt. “Anadiaplasi” ist die von Spyros Panopoulos entwickelte Designmethode für AM, bei der ein Bauteil seine Form auf der Grundlage der auf es einwirkenden Kräfte annimmt. Material wird dort reduziert, wo es die Leistung nicht unterstützt, und dort hinzugefügt, wo eine Verstärkung erforderlich ist. So wird das Gewicht optimiert, während die Festigkeit und Temperaturbeständigkeit des Teils erhalten bleibt – was für jeden Kolben wichtig ist, aber in einem so leistungsstarken Motor besonders auf die Probe gestellt wird. Das Ergebnis ist eine organische, komplexe Form, die leicht und dennoch stabil ist. Diese Technik wird im gesamten Chaos-Ultracar eingesetzt.

Nach Abschluss des Entwurfs erkannte Panopolous, dass für die Herstellung einer derart komplexen Geometrie – zusammen mit der erforderlichen hohen Genauigkeit und exzellenten Oberflächengüte – die einzige relevante Fertigungstechnologie die additive Fertigung und insbesondere das XJet-Nanopartikel-Jetting war. In Zusammenarbeit mit Lino 3D, dem Geschäftspartner von XJet in Griechenland, wählte SPA das Material XJet Alumina für den Chaos-Kolben aufgrund seiner außergewöhnlichen Festigkeit, Härte, seines geringen Gewichts und seiner nahezu vollständigen Beständigkeit gegen thermische Ausdehnung – das perfekte Material für diese Aufgabe.

“Keramik bietet viele Vorteile im Vergleich zu anderen Materialien. es ist härter und steifer als Stahl, hitze- und korrosionsbeständiger als Metalle oder Polymere und wiegt deutlich weniger als die meisten Metalle und Legierungen. Die Aluminiumoxidteile von XJet halten den hohen Temperaturen stand, die in der Brennkammer und an den sich schnell bewegenden Teilen entstehen. Die XJet-Systeme sind in einzigartiger Weise in der Lage, dieses Teil aus Keramik herzustellen, und bei diesem Projekt gibt es absolut keinen Spielraum für Fehler”, so Panopolous

Panopolous ist ein Verfechter der additiven Fertigung und setzt diese im gesamten Chaos-Ultracar ein, wobei Berichten zufolge 78 Prozent der Karosserie sowie andere wichtige Elemente wie der Motorblock, die Nockenwelle und die Einlassventile in 3D gedruckt werden.

“Wir sind stolz darauf, eine so fortschrittliche Technologie in unserem Ultracar zu verwenden. Unsere Projekte treiben die Leistung bis zum Äußersten und deshalb sind wir sehr wählerisch bei den Materialien und Technologien, die wir verwenden. Ich glaube, dies ist das erste Mal, dass Keramik-AM im Motorsport eingesetzt wird, und ich fühle mich privilegiert, diesen bahnbrechenden Schritt zu tun”, erklärt Panopolous.

Haim Levi, XJet VP Strategic Marketing, sagt: “SPA bringt die keramische additive Fertigung und das Design für AM – DfAM – mit ihrer Arbeit am Chaos-Ultracar an die Grenze und darüber hinaus. Wir sind sehr stolz darauf, Teil eines solch bahnbrechenden Projekts zu sein,  bei dem wir die erstklassigen Fähigkeiten unserer Technologie und unseres Systems anbieten. Konstrukteure und Ingenieure aus einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen sehen sich neuen Möglichkeiten gegenüber, die sich ihnen nun eröffnen. Wir erwarten, dass der Keramikkolben des Chaos-Projekts ihre Kreativität und Fantasie beflügelt und die Grenzen in der Automobilindustrie und darüber hinaus verschiebt.”

Mehr über Spyros Panopoulos Automotive finden Sie hier, und mehr über Lino 3D finden Sie hier.