Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Arbeitskolbens, sowie einen Arbeits ^¬ kolben für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine oder einen Kolben ^¬ verdichter .

Es ist beispielsweise bekannt, Bauteile in Form von Arbeits ^¬ kolben für Hubkolbenbrennkraftmaschinen aus einem mit einem Leichtmetall infiltrierten Kohlenstoffmaterial, beispiels ^¬ weise Graphit, herzustellen. Solche Arbeitskolben haben ein geringeres Gewicht als entsprechend dimensionierte Arbeitskol ^¬ ben aus Metallguss. Die gewichtsreduzierten Arbeitskolben können sowohl in Benzinmotoren als auch in Dieselmotoren eingesetzt werden. Ein entsprechender Arbeitskolben ist beispielsweise aus DE 10 2005 006 879 AI bekannt.

Der Kolbenboden eines solchen gewichtsreduzierten Arbeitskolbens umfasst eine dem Brennraum zugewandte Oberfläche, die aufgrund ihrer Porosität größer ist als eine entsprechende Oberfläche eines herkömmlichen Arbeitskolbens aus Metallguss. Hierdurch kann eine schnellere und vollständige Verbrennung eines in einen Brennraum eingespritzten, zündfähigen Gemischs aus einem Kraftstoff, Luft und eventuell einem rückgeführten Abgas erfolgen, insbesondere da der Kraftstoff besser ver ^¬ dampft und somit die Anzahl an Tröpfchen in dem in dem Brennraum befindlichen, zündfähigen Gemisch reduziert wird. Hierdurch kann der Wirkungsgrad bzw. die Leistung der Hubkolbenbrennkraftmaschine erhöht werden. Zudem können Feinstaub- und Rußpartikelemissionen der Hubkolbenbrennkraftmaschine bis in die Nähe einer Nachweisgrenze reduziert werden. Auch können in dem Brennraum befindliche Ölpartikel verbrannt werden. Zudem wird der Kraftstoffverbrauch der Hubkolbenbrennkraftmaschine reduziert. Verbrauchssenkungen zwischen 10 % und 20 % bei Benzinmotoren und zwischen 5 % bis 10 % bei Dieselmotoren sind bereits nachgewiesen worden. Leistungserhöhungen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine liegen nachgewiesenermaßen in einem ähnlichen Prozentbereich. Arbeitskolben aus einem mit einem Leichtmetall infiltrierten Kohlenstoffmaterial haben zudem selbstschmierende Eigenschaften. Hierdurch können Wärmeverluste während eines Verdichtungstakts reduziert werden.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige und einfache Fertigung, insbesondere Serienfertigung, von hochwertigen Bauteilen, insbesondere Arbeitskolben, zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden Beschreibung, den abhängigen Ansprüchen und den Figuren angegeben, wobei die Ausgestaltungen jeweils für sich genommen oder in verschiedener technisch sinnvoller Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander einen weiterbildenden oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können. Ausgestaltungen des Verfahrens können dabei Ausgestaltungen des Arbeitskolbens entsprechen, und umgekehrt, selbst wenn im Folgenden hierauf im Einzelfall nicht explizit hingewiesen wird .

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere eines Arbeitskolbens, umfasst die Schritte:

Herstellen eines Granulats durch Zerkleinern von wenigstens einem Körper, der aus einem mit einem Metall oder einer Metalllegierung infiltrierten Kohlenstoffmaterial hergestellt ist; und Herstellen von zumindest einem Teil des Bauteils unter Verwendung des Granulats.

Erfindungsgemäß wird das Bauteil teilweise oder vollständig unter Verwendung des, beispielsweise porösen, Granulats her ^¬ gestellt, wobei das Granulat durch ein Recycling des Materials des Körpers, der aus dem mit dem Metall oder der Metalllegie ^¬ rung infiltrierten Kohlenstoffmaterial hergestellt ist, er ^¬ zeugt wird. Hierzu wird der Körper zerkleinert. Durch diese Zerkleinerung von entsprechenden Körpern wird das Granulat für großindustrielle Prozesse, insbesondere für eine Großserien ^¬ fertigung, zugänglich. Dabei wird das Granulat mit einer ge ^¬ wünschten Korngrößenverteilung hergestellt. Es muss also zur Herstellung des Bauteils der Werkstoff des Granulats nicht neu hergestellt werden, sondern es wird auf bereits vorhandenes Material zurückgegriffen, was mit einer Kostenersparnis ein ^¬ hergeht. Folglich ist das Bauteil kostengünstig herstellbar.

Zur Herstellung des Bauteils kann zusätzlich wenigstens ein weiterer Werkstoff, insbesondere metallischer Werkstoff, ver ^¬ wendet werden. Durch die jeweilige Wahl des weiteren Werkstoffs können die mechanischen, elektrischen und/oder chemischen Eigenschaften des Bauteils an verschiedene Anwendungen angepasst bzw. bezüglich dieser Anwendungen optimiert werden. Hierbei werden dem Bauteil durch die Eigenschaften des Granulats aus dem mit dem Metall oder der Metalllegierung infiltrierten Koh- lenstoffmaterial sowohl Eigenschaften einer Keramik als auch elastische Eigenschaften verliehen. Zudem kann das Bauteil durch die Wahl seiner Ausgangsmaterialien elektrisch leitfähig sein. Des Weiteren kann dem Granulat ein körniges Material, beispielsweise mit kugel- oder hohlkugelförmig ausgebildeten Körnern, zugeführt werden, um die Rieselfähigkeit bzw. Schütt ^¬ fähigkeit des dadurch gebildeten Gemischs zu verbessern. Das Metall kann ein Leichtmetall, insbesondere Aluminium, oder Stahl sein. Auch das Basismetall der Metalllegierung kann ein Leichtmetall, insbesondere Aluminium, oder Stahl sein.

Das Bauteil kann beispielsweise ein Arbeitskolben einer Hub- kolbenbrennkraftmaschine oder eines Kolbenverdichters sein. Des Weiteren kann das Bauteil als Dichtelement, Stromabnehmer, Gehäuseteil, beispielsweise Motorgehäuseteil oder Kurbelgehäu ^¬ seteil, oder Abschirmelement ausgebildet sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Körper mittels einer Kugelmühle oder einer Hammermühle zerkleinert. Beide Mühlenarten ermöglichen eine Zerkleinerung des Körpers und die Herstellung des Granulats mit der gewünschten Korngrö ^¬ ßenverteilung in einem gewünschten Korngrößenbereich. Eine Hammermühle ist auch unter dem Namen Schlagmühle bekannt. Mit einer Kugelmühle kann in der Regel eine kleinere Korngröße hergestellt werden als mit einer Hammermühle.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Granulat mit einer Korngröße hergestellt wird, die in einem Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm, insbesondere in einem Bereich von etwa 1 mm bis etwa 4 mm, liegt. Diese Korngröße kann im Rahmen der Erfindung als grobe Körnung bezeichnet werden und eignet sich für Herstellungsprozesse, bei denen keine feinere Körnung erforderlich ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Granulat oder ein aus dem Granulat und wenigstens einem metalli ^¬ schen Pulvermaterial hergestelltes Gemisch unter Verwendung eines Sandgussverfahrens, eines Druckgussverfahrens, eines Heißpressverfahrens, eines heißisostatischen Pressverfahrens oder eines Metallspritzgussverfahrens zu dem Teil des Bauteils verarbeitet. Das metallische Pulvermaterial kann vorab erwärmt bzw. geschmolzen werden. Das Gemisch kann durch ein gleichzeitiges oder zeitlich aufeinander folgendes Einbringen des Granulats und des metallischen Pulvermaterials in eine Gussform gebildet werden. Ein Teil der Körner des Granulats wird dabei in das metallische Pulvermaterial eingeschlossen. Das metal ^¬ lische Pulvermaterial kann beispielsweise Aluminium, eine Alu ^¬ miniumlegierung oder Stahl sein.

Wird das aus dem Granulat und dem wenigstens einen metallischen Pulvermaterial hergestellte Gemisch unter Verwendung eines Sandgussverfahrens oder eines Druckgussverfahrens zu dem Teil des Bauteils verarbeitet, kann zunächst das Granulat in eine Gussform eingebracht werden. Anschließend kann das metallische Pulvermaterial in die Gussform gegossen werden, so dass ein Sandguss bzw. Druckguss durchgeführt wird. Hierdurch lassen sich beliebig ausgestaltete Bauteile in großen Stückzahlen herstellen. Das metallische Pulvermaterial kann insbesondere zur Ausbildung einer hochfesten Aluminiumlegierung, wie beispielsweise AlMg7Si3Mn oder AlSillCu2Ni2Mg2Mn, dienen. Da das Granulat bereits mit dem Metall bzw. der Metalllegierung infiltriert ist, entsteht eine hervorragende Verbindung zwischen dem Granulat und dem jeweiligen Gussmaterial bzw. der darin enthaltenen metallischen Komponente sowie eine hervorragende Gesamtfestigkeit . Das Granulat kann bei passender Zusammenset ^¬ zung beispielsweise eine thermische und elektrische Leitfähig ^¬ keit von Aluminium erreichen. Ist das Kohlenstoffmaterial des Granulats beispielsweise mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung infiltriert und wird als Gussmaterial ebenfalls Alu ^¬ minium oder eine Aluminiumlegierung verwendet, kann der herkömmliche Magnesiumdruckguss ersetzt werden. Wird das aus dem Granulat und dem wenigstens einen metallischen Pulvermate-rial hergestellte Gemisch unter Verwendung eines Heißpressverfahrens zu dem Teil des Bauteils verarbeitet, kann das Gemisch in eine Pressform eingebracht und anschließend unter Wärmeeinwirkung zu dem Bauteil verpresst werden. Auch hierdurch ist eine Fertigung von großen Bauteilstückzahlen möglich. Durch das Verpressen des Gemischs unter Wärmeeinwirkung wird eine schmiedeartige Verdichtung und Festigkeit des Gemischs erreicht. Größere Gemischmengen und Rohlinge lassen sich durch ein heißisostatischen Pressverfahrens gut zu dem Bauteil verarbeiten.

Wird das aus dem Granulat und dem wenigstens einen metallischen Pulvermate-rial hergestellte Gemisch unter Verwendung eines Metallspritzgussverfahrens zu dem Teil des Bauteils verarbei ^¬ tet, kann aus dem Gemisch zunächst ein Grünling gepresst werden, der anschließend unter Wärmeeinwirkung, beispielsweise bei einer Temperatur in einem Bereich von etwa 300°C bis etwa 700°C, zu dem fertigen Bauteil gesintert.

Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn das Heißpressen bei einer Temperatur erfolgt, die in einem Bereich von etwa 300°C bis etwa 700°C, insbesondere in einem Bereich von etwa 450°C bis etwa 500°C, liegt. Hierdurch kann der durch das Pressen des Gemischs hergestellte Grünling optimal gesintert werden, um das fertige Bauteil zu bilden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Granulat mit einer Korngröße hergestellt, die in einem Bereich von etwa 20 μπι bis etwa 150 μπι, insbesondere bei etwa 50 μπι, liegt. Diese Korngröße kann im Rahmen der Erfindung als feine Körnung bezeichnet werden und eignet sich für Herstellungspro- zesse, bei denen die oben genannte grobe Körnung nicht oder schlecht einsetzbar ist.

Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn das Granulat oder ein aus dem Granulat und wenigstens einem metallischen Pulverma ^¬ terial hergestelltes Gemisch unter Verwendung eines La- serautragsschweißverfahrens oder eines 3D-Druckverfahrens zu dem Teil des Bauteils verarbeitet wird. Hierdurch lassen sich beliebig und insbesondere hochkomplex ausgebildete Bauteile in Einzelfertigung, Kleinserie oder Großserie herstellen. In Kombination mit anderweitigen Schweißpulvern lassen sich hochfeste, leichtgewichtige Bauteile in beliebigen Stückzahlen er ^¬ zeugen. Mit dem Laserauftragsschweißverfahren kann an einem Grundkörper eine Beschichtung aus dem Gemisch ausgebildet werden .

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird ein metallisches Pulvermaterial verwendet, das Aluminium, Alumini ^¬ umoxid, eine Aluminiumlegierung, Titan, Titandioxid, Nickel, Chromstahl, Kupfer, Borcarbid und/oder Stellite® enthält. Diese Pulvermaterialien können als Schweißpulver für ein Laserauftragsverfahren verwendet werden.

Ein erfindungsgemäßer Arbeitskolben für eine Hubkolbenbrenn- kraftmaschine oder einen Kolbenverdichter ist zumindest teil ^¬ weise unter Verwendung eines Gemischs aus einem Granulat und wenigstens einem metallischen Pulvermaterial hergestellt, wo ^¬ bei das Granulat aus einem mit einem Metall oder einer Metall ^¬ legierung infiltrierten Kohlenstoffmaterial hergestellt ist.

Mit dem Arbeitskolben sind die oben mit Bezug auf das Verfahren genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann der Arbeitskolben unter Verwendung des Verfahrens gemäß einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen technisch sinnvollen Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander hergestellt werden. Der Arbeitskolben kann beispielsweise in einem Ottomotor oder einem Dieselmotor eingesetzt werden. Das metallische Pulvermaterial kann bei ^¬ spielsweise ein Aluminiumpulver, ein Aluminiumlegierungspul ^¬ ver oder ein Stahlpulver sein. Der Arbeitskolben kann teilweise oder vollständig aus dem Gemisch hergestellt sein. Der Arbeitskolben kann insbesondere unter Verwendung des Granulats mit der oben beschriebenen feinen Körnung hergestellt werden, insbesondere unter Verwendung eines Laserauftragsschweißver- fahrens oder eines 3D-Druckverfahrens .

Der Arbeitskolben kann teilweise oder vollständig beispiels ^¬ weise aus einem Gemisch hergestellt sein, bei dem ein Ge ^¬ mischanteil des Granulats in einem Bereich von etwa 90% bis etwa 20%, insbesondere in einem Bereich von etwa 80% bis etwa 50%, und ein Gemischanteil eines Stahlpulvers, in einem Be ^¬ reich von etwa 10% bis etwa 80%, insbesondere in einem Bereich von etwa 20% bis 50%, liegt. Durch die jeweilige Wahl des Mischungsverhältnisses kann das Gewicht des Arbeitskolbens va ^¬ riiert werden. Je größer der Gemischanteil des Granulats ist, desto leichter ist der Arbeitskolben.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest der Feuersteg des Arbeitskolbens unter Verwendung des Gemischs her ^¬ gestellt, wobei das Mischungsverhältnis des Gemischs derart ausgebildet ist, dass an dem durch den Feuersteg ausgebildeten Kolbenboden der Gemischanteil des Granulats größer ist als der Gemischanteil des metallischen Pulvermaterials und dass an ei ^¬ nem dem Kolbenboden abgewandten Endabschnitt des Feuerstegs der Gemischanteil des Granulats kleiner ist als der Gemischan- teil des metallischen Pulvermaterials, wobei sich das Mi ^¬ schungsverhältnis entlang der Längsmittelachse des Arbeitskol ^¬ bens stufenartig oder kontinuierlich verändert. Der Feuerssteg weist eine Höhe auf, die beispielsweise in einem Bereich von etwa 0,5 cm bis etwa 2,5 cm liegt.

An dem durch den Feuersteg ausgebildeten Kolbenboden kann der Gemischanteil des Granulats beispielsweise 90% und der Ge ^¬ mischanteil des metallischen Pulvermaterials, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, 10% betragen. An dem dem Kolbenboden abgewandten Endabschnitt des Feuerstegs kann der Gemischanteil des Granulats beispielsweise 10% und der Gemischanteil des metallischen Pulvermaterials 90% betragen. Das Mischungsverhältnis kann hierbei beispielsweise in zwei bis sechs Stufen entlang der Längsmittelachse des Arbeitskol ^¬ bens variiert werden. Hierzu wird der Feuersteg durch einen entsprechenden Schichtaufbau realisiert. Alternativ kann sich das Mischungsverhältnis entlang der Längsmittelachse des Ar ^¬ beitskolbens kontinuierlich verändern. Durch die Variation des Mischungsverhältnisses entlang der Längsmittelachse des Ar ^¬ beitskolbens kann insbesondere bei einer teilweisen Herstel ^¬ lung des Arbeitskolbens unter Verwendung des Gemischs eine stufenweise oder kontinuierliche Anpassung der Wärmeausdehnungseigenschaften des Feuerstegs an die Wärmeausdehnungsei ^¬ genschaften des nicht unter Verwendung des Gemischs hergestellten Grundkörpers des Arbeitskolbens erfolgen.

An dem durch den Feuersteg ausgebildeten Kolbenboden kann der Gemischanteil des Granulats beispielsweise 70% und der Ge ^¬ mischanteil des metallischen Pulvermaterials, insbesondere aus Stahl, 30% betragen. An dem dem Kolbenboden abgewandten Endabschnitt des Feuerstegs kann der Gemischanteil des Granulats beispielsweise 90% und der Gemischanteil des metallischen Pul ^¬ vermaterials 10% betragen. Das Mischungsverhältnis kann hier ^¬ bei beispielsweise in zwei oder drei Stufen entlang der Längs ^¬ mittelachse des Arbeitskolbens variiert werden. Hierzu wird der Feuersteg durch einen entsprechenden Schichtaufbau reali ^¬ siert. Alternativ kann sich das Mischungsverhältnis entlang der Längsmittelachse des Arbeitskolbens kontinuierlich verän ^¬ dern. Durch die Variation des Mischungsverhältnisses entlang der Längsmittelachse des Arbeitskolbens kann insbesondere bei einer teilweisen Herstellung des Arbeitskolbens unter Verwendung des Gemischs eine stufenweise oder kontinuierliche Anpas ^¬ sung der Wärmeausdehnungseigenschaften des Feuerstegs an die Wärmeausdehnungseigenschaften des nicht unter Verwendung des Gemischs hergestellten Grundkörpers des Arbeitskolbens erfol ^¬ gen .

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Arbeitskolben eine an dem Kolbenboden des Arbeitskolbens vorhandene Beschichtung, die unter Verwendung des Gemischs hergestellt ist, wobei das Mischungsverhältnis des Gemischs der ^¬ art ausgebildet ist, dass an einem ersten Endabschnitt der Beschichtung, der einen Brennraumoberflächenabschnitt ausbil ^¬ det, der Gemischanteil des Granulats größer ist als der Ge ^¬ mischanteil des metallischen Pulvermaterials und dass an einem an den Kolbenboden angrenzenden zweiten Endabschnitt der Beschichtung der Gemischanteil des Granulats kleiner ist als der Gemischanteil des metallischen Pulvermaterials, wobei sich das Mischungsverhältnis entlang der Längsmittelachse des Arbeits ^¬ kolbens stufenartig oder kontinuierlich verändert.

An dem ersten Endabschnitt der Beschichtung, der einen Brennraumoberflächenabschnitt ausbildet, kann der Gemischanteil des Granulats beispielsweise 90% und der Gemischanteil des metal ^¬ lischen Pulvermaterials, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, 10% betragen. An dem an den Kolbenboden angrenzenden zweiten Endabschnitt der Beschichtung kann der Gemischanteil des Granulats beispielsweise 10% und der Ge ^¬ mischanteil des metallischen Pulvermaterials 90% betragen. Das Mischungsverhältnis kann hierbei beispielsweise in zwei bis sechs Stufen entlang der Längsmittelachse des Arbeitskolbens variiert werden. Hierzu wird die Beschichtung durch einen entsprechenden Schichtaufbau realisiert. Alternativ kann sich das Mischungsverhältnis entlang der Längsmittelachse des Arbeits ^¬ kolbens kontinuierlich verändern. Durch die Variation des Mischungsverhältnisses innerhalb der Beschichtung entlang der Längsmittelachse des Arbeitskolbens kann eine stufenweise oder kontinuierliche Anpassung der Wärmeausdehnungseigenschaften der Beschichtung an die Wärmeausdehnungseigenschaften des nicht unter Verwendung des Gemischs hergestellten Grundkörpers des Arbeitskolbens erfolgen.

An einem ersten Endabschnitt der Beschichtung, der einen Brenn- raumoberflächenabschnitt ausbildet, kann der Gemischanteil des Granulats beispielsweise 70% und der Gemischanteil des metal ^¬ lischen Pulvermaterials, insbesondere aus Stahl, 30% betragen. An dem an den Kolbenboden angrenzenden zweiten Endabschnitt der Beschichtung kann der Gemischanteil des Granulats bei ^¬ spielsweise 90% und der Gemischanteil des metallischen Pulver ^¬ materials 10% betragen. Das Mischungsverhältnis kann hierbei beispielsweise in zwei oder drei Stufen entlang der Längsmit ^¬ telachse des Arbeitskolbens variiert werden. Hierzu wird die Beschichtung durch einen entsprechenden Schichtaufbau realisiert. Alternativ kann sich das Mischungsverhältnis entlang der Längsmittelachse des Arbeitskolbens kontinuierlich verän ^¬ dern. Durch die Variation des Mischungsverhältnisses innerhalb der Beschichtung entlang der Längsmittelachse des Arbeitskol ^¬ bens kann eine stufenweise oder kontinuierliche Anpassung der Wärmeausdehnungseigenschaften der Beschichtung an die Wärmeausdehnungseigenschaften des nicht unter Verwendung des Ge- mischs hergestellten Grundkörpers des Arbeitskolbens erfolgen.

Vorteilhafterweise weist die Beschichtung eine Schichtdicke auf, die in einem Bereich von etwa 50 μπι bis etwa 300 μπι, insbesondere bei etwa 100 μπι, liegt. Hierdurch ist der Ar ^¬ beitskolben beispielsweise auch für den Einsatz in Hubkolben- brennkraftmaschinen von Lastkraftwagen, Schiffen und Blockheizkraftwerken geeignet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der an dem ersten Endabschnitt der Beschichtung ausgebildete Brenn- raumoberflächenabschnitt eben ausgebildet oder mit einer Ober- flächenstrukturierung versehen ist, die durch ringförmig ausgebildete, konzentrisch zur Längsmittelachse des Arbeitskol ^¬ bens und zueinander angeordnete, radial abwechselnd angeord ^¬ nete Wellenberge und Wellentäler gebildet ist. Durch die An ^¬ ordnung der konzentrischen Wellenberge und Wellentäler an dem Brennraumoberflächenabschnitt wird die Oberfläche des Brenn- raumoberflächenabschnitts vergrößert. Hierdurch kann eine schnellere und vollständige Verbrennung eines in einen Brenn ^¬ raum eingespritzten, zündfähigen Gemischs aus einem Kraftstoff, Luft und eventuell einem rückgeführten Abgas erfolgen, insbesondere da der Kraftstoff besser verdampft und somit die Anzahl an Tröpfchen in dem in dem Brennraum befindlichen, zündfähigen Gemisch reduziert wird. Auch können in dem Brennraum befindliche Ölpartikel verbrannt werden. Es ist von Vorteil, wenn ein radialer Abstand zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Wellenbergen in einem Bereich von etwa 100 μπι bis etwa 300 μπι, insbesondere bei etwa 200 μπι, liegt. Hierdurch kann der an der Beschichtung ausgebildete Brennraumoberflächenabschnitt stark vergrößert werden, um die oben genannten Vorteile zu erzielen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das metallische Pulvermaterial ein Aluminiumpulver oder ein Stahlpulver .

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die anliegenden Figuren anhand bevorzugter Aus führungs formen beispielhaft erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher technisch sinnvoller Kombination von wenigstens zwei dieser Merkmale miteinander einen weiterbildenden oder vorteilhaften Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Verfahren;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Arbeitskolben;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Arbeitskolben; und

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf die Beschichtung des in Fig. 3 gezeigten Arbeitskolbens. In den Figuren sind funktionsgleiche bzw. gleiche Bestandteile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Bauteils.

In Schritt Sl wird zur Herstellung eines Granulats wenigstens ein Körper, der aus einem mit einem Metall oder einer Metalllegierung infiltrierten Kohlenstoffmaterial hergestellt ist, zerkleinert. Der Körper kann mittels einer Kugelmühle oder einer Hammermühle zerkleinert werden.

Wird in Schritt Sl das Granulat mit einer Korngröße herge ^¬ stellt, die in einem Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm, insbesondere in einem Bereich von etwa 1 mm bis etwa 4 mm, liegt, wird das Granulat oder ein aus dem Granulat und wenigs ^¬ tens einem metallischen Pulvermaterial hergestelltes Gemisch in Schritt S2 unter Verwendung eines Sandgussverfahrens, eines Druckgussverfahrens, eines Heißpressverfahrens, eines hei- ßisostatischen Pressverfahrens oder eines Metallspritzgussverfahrens zu wenigstens einem Teil des Bauteils verarbeitet. Hierdurch wird wenigstens ein Teil des Bauteils unter Verwen ^¬ dung des Granulats hergestellt.

Wird in Schritt Sl das Granulat mit einer Korngröße herge ^¬ stellt, die in einem Bereich von etwa 20 μπι bis etwa 150 μπι, insbesondere bei etwa 50 μπι, liegt, wird das Granulat oder ein aus dem Granulat und wenigstens einem metallischen Pulverma ^¬ terial hergestelltes Gemisch in Schritt S3 unter Verwendung eines Laserautragsschweißverfahrens oder eines 3D-Druckverfah ^¬ rens zu wenigstens einem Teil des Bauteils verarbeitet. Hier ^¬ durch wird wenigstens ein Teil des Bauteils unter Verwendung des Granulats hergestellt. Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Aus ^¬ führungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Arbeitskolben 1 für eine nicht gezeigte Hubkolben-brennkraftmaschine .

Der Arbeitskolben 1 umfasst einen Grundkörper 2, der über eine nicht gezeigte Pleuelstange mit einer nicht gezeigten Kurbel ^¬ welle der Hubkolbenbrennkraftmaschine verbindbar ist. Der Grundkörper 2 bildet den Kolbenboden 3 des Arbeitskolbens 1 aus. An dem Kolbenboden 3 ist eine Beschichtung 4 vorhanden.

Die Beschichtung 4 ist unter Verwendung eines Gemischs aus einem Granulat und wenigstens einem metallischen Pulvermate ^¬ rial hergestellt, wobei das Granulat aus einem mit einem Metall oder einer Metalllegierung infiltrierten Kohlenstoffmaterial hergestellt ist. Das metallische Pulvermaterial ist ein Alu ^¬ miniumpulver oder ein Stahlpulver.

Das Mischungsverhältnis des Gemischs ist derart ausgebildet, dass sich der Gemischanteil des Granulats an einem ersten End ^¬ abschnitt der Beschichtung 4, der einen Brennraumoberflächen- abschnitt 5 ausbildet, von dem Gemischanteil des Granulats an einem an den Kolbenboden 3 angrenzenden zweiten Endabschnitt der Beschichtung 4 unterscheidet. Entsprechendes gilt für den Gemischanteil des metallischen Pulvermaterials. Enthält das Metall bzw. die Metalllegierung in dem Granulat Aluminium und handelt es sich bei dem metallischen Pulvermaterial um Aluminium oder eine Aluminiumlegierung kann an dem ersten Endabschnitt der Beschichtung 4, der den Brennraumoberflächenab- schnitt 5 ausbildet, der Gemischanteil des Granulats größer sein als der Gemischanteil des metallischen Pulvermaterials und an dem an den Kolbenboden 3 angrenzenden zweiten Endabschnitt der Beschichtung 4 der Gemischanteil des Granulats kleiner sein als der Gemischanteil des metallischen Pulverma ^¬ terials. Das Mischungsverhältnis verändert sich stufenartig oder kontinuierlich entlang der Längsmittelachse 6 des Arbeitskolbens 1. Die Beschichtung 4 weist eine Schichtdicke d auf, die in einem Bereich von etwa 50 μπι bis etwa 300 μπι, insbesondere bei etwa 100 μπι, liegt. Der an dem ersten Endab ^¬ schnitt der Beschichtung 4 ausgebildete Brennraumoberflächen- abschnitt 5 ist eben ausgebildet.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines wei ^¬ teren Ausführungsbei-spiels für einen erfindungsgemäßen Arbeitskolben 7 für eine nicht gezeigte Hubkolbenbrennkraftma- schine. Der Arbeitskolben 7 unterscheidet sich dadurch von dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass der an dem ersten Endabschnitt der Beschichtung 8 ausgebildete Brennraumoberflä- chenabschnitt 9 mit einer Oberflächenstrukturierung versehen ist, die durch ringförmig ausgebildete, konzentrisch zur Längsmittelachse 6 des Arbeitskolbens 7 und zueinander ange ^¬ ordnete, radial abwechselnd angeordnete Wellenberge 10 und Wellentäler 11 gebildet ist. Ein radialer Abstand a zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Wellenbergen 10 liegt in einem Bereich von etwa 100 μπι bis etwa 300 μπι, insbesondere bei etwa 200 μπι. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu Fig. 2 verwiesen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Beschichtung des in Fig. 3 gezeigten Arbeitskolbens 7. Es ist insbesondere die konzentrische Anordnung der Wellenberge 10 und der Wellen ^¬ täler 11 zu sehen. Bezugszeichenliste :

1 Arbeitskolben

2 Grundkörper

3 ^' Kolbenboden

4 Beschichtung

5 Brennraumoberflächenabschnitt

6 Längslnittelachse

7 Arbeitskolben

8 Beschichtung

9 Brennraumoberflächenabschnitt

10 Wellenberg

11 Wellental

a radialer Abstand

d Schichtdicke

Sl Verfahrensschritt

S2 Verfahrensschritt

S 3 Verfahrensschritt