Innenbeschichtung von Al‐Motorblöcken mittels PVD‐Technik

Ständig werden von den Verbrauchern steigende Ansprüche an alle technischen Güter gestellt. Dies gilt in besonderem Maße für das Automobil und seiner Antriebsquelle, den Motor. Der Motorisierungsanteil der Bevölkerung nimmt in Europa stetig zu, wobei neben einer hohen Qualität auch ein hohes Leistungsvermögen von großem Interesse ist. Die Entwicklungsziele für eine neue Fahrzeugmotorengeneration sind neben geringem Kraftstoffverbrauch, niedrigen Schadstoffemissionen, gutem Akustikverhalten und niedrigem Gewicht auch die Recyclingfähigkeit bei gleichzeitig niedrigen Fertigungskosten. Im Umfeld der Pkw‐Entwicklung sind dazu rapide Veränderungen zu verzeichnen, deren Auswirkungen auf die Antriebstechnik und dem damit zusammenhängenden innovativen Entwicklungsbedarf als gewaltig anzusehen sind. Vor dem Hintergrund eines sich weltweit verschärfenden Wettbewerbs wird eine innovative, flexible, kosten‐ und qualitätsbewußte Forschung und Entwicklung zu den wichtigsten Voraussetzungen für den Erfolg eines Unternehmens gehören[1]. Moderne Fahrzeugmotoren werden zunehmend aus Leichtmetallegierungen, vornehmlich Aluminium, gefertigt. Diese Motorenart verfügt fast ausschileßlich über Zylinderlaufbuchsen, sogenannte „Liner”, aus Gußeisen. Gerade diese Liner sind wesentliche Kostenverursacher in der Motorenfertigung, da sie neben den Fertigungskosten in ihrer Produktionskette zusätzliche Lagerhaltungs und Transportkosten generieren. Neben diesem wirtschaftlichen Aspekt wird aus technischer Sicht auch das Eigengewicht des Aggregates erhöht, was sich wiederum in einem höheren Kraftstoffverbrauch widerspiegelt [1]. Schwerpunkt dieser Arbeit soll es sein, die Möglichkeiten und Potentiale aufzuzeigen, die modernste PVD‐Beschichtungstechnologien im Bereich der Verbrennungsräume von Motoren leisten können. Es wird gezeigt, daß PVD‐Hartstoffbeschichtungen mittels angepaßter Prozeßführung auf Aluminiumsubstraten herstellbar sind; als Innenbeschichtungen sowohl mit Flachkathoden, als auch mit einer speziell entwickelten Stabkathode realisiert werden können; den Einsatz von Zylinderlinern ersetzen können und prinzipiell den Belastungen eines Verbrennungsmotors im Modellprüfstand standhalten.