Anforderungsoptimierte Konzeption von Aluminium-Druckgussteilen für die Anwendung in rührreibgeschweißten E-Mobility Komponenten; Teilvorhaben: Rührreibschweißen von hybriden Gehäusen für E-Mobility

Abstract

Im Teilvorhaben der VOIT Automotive GmbH im Projekt „Solid4E“ wurde die Entwicklung rührreibschweißbarer Aluminium-Druckgussteile für E-Achsen vorangetrieben. Ziel war die Konzeption ressourceneffizienter Leichtbaustrukturen unter Berücksichtigung funktionaler, geometrischer und fertigungstechnischer Anforderungen. Hierzu wurden bestehende Druckgussformen analysiert und gezielt angepasst, um eine kosteneffiziente Umsetzung zu ermöglichen. Die Bauteilgeometrie wurde skaliert und konstruktiv überarbeitet, sodass eine Wiederverwendung vorhandener Formkomponenten möglich war. Parallel dazu wurden neue Werkzeugteile konstruiert und die Kühlführung optimiert. Die entwickelten Konzepte berücksichtigen die spätere Fügbarkeit mittels Rührreibschweißen, insbesondere im Hinblick auf die Dichtigkeit von Kühlräumen und die Schweißbarkeit von Rohflächen. Die Verwendung einer Recyclinglegierung trägt zur Reduktion des CO2-Fußabdrucks bei. Obwohl einige experimentelle Arbeitsschritte aus wirtschaftlichen Gründen nicht umgesetzt werden konnten, wurden zentrale Erkenntnisse zur industriellen Machbarkeit und zum Reifegrad der eingesetzten Festphasenfügetechnologien gewonnen. Das Projekt liefert damit wichtige Impulse für die Weiterentwicklung nachhaltiger Fertigungsprozesse in der Elektromobilität. As part of the “Solid4E” project, VOIT Automotive GmbH focused on the development of friction stir weldable aluminum die-cast components for use in highly integrated electric axle systems. The objective was to design resource-efficient lightweight structures that meet functional, geometric, and manufacturing requirements. Existing die-casting tools were analyzed and selectively adapted to enable cost-effective implementation. The component geometry was scaled and redesigned to allow reuse of existing mold components, while new tool parts were developed and cooling systems optimized. The developed concepts were tailored to ensure weldability via friction stir welding, particularly with regard to the tightness of cooling channels and the feasibility of joining raw surfaces. The use of recycled aluminum alloys contributed to reducing the CO2 footprint. Although some experimental steps could not be carried out due to economic constraints, the project yielded key insights into the industrial feasibility and maturity of solid-state joining technologies. These results provide valuable impulses for the advancement of sustainable manufacturing processes in the field of electromobility.