 |
Die Geschwindigkeit, mit der die Entwicklung von der Idee bis zum Serienanlauf durchlaufen wird, bestimmt letztlich die Chancen eines Produktes am Markt wesentlich mit. Dieser allgemeine Grundsatz gilt heute v.a. auch für Gussprodukte.
Die hohen Freiheitsgrade in der geometrischen Gestaltung führen auf der einen Seite zu funktionsoptimierten Bauteilen, auf andere Seite aber auch zu immer schwieriger herstellbaren Gussteilen. Die Forderung – eine deutliche Verkürzung der Entwicklungszeit zu erreichen – hängt damit eng zusammen. Fest steht: Diese Forderung ist mit der klassischen Methode von “Trial and Error“ nicht mehr zu erreichen. Die Anwendung von modernen Simulationsmethoden, die heute bereits in einem produktionsnahen Entwicklungsgrad verfügbar sind, kann hier entscheidend zur Problemlösung beitragen.
Einsatzfelder der Erstarrungssimulation
- Identifikation und Behebung von Fehlern, die durch die wärmephysikalische Besonderheiten des Erstarrungsprozesses hervorgerufen werden
- Erstarrungslunker / Porosität
- Kaltlauf / Kaltriss
- Gasporosität
- Geometrische Optimierung der Bauteile
- Optimale Anwendung isothermische / exothermische Speiser
- Optimale Verwendung von Kühleisen (die Anwendung ist jedoch häufig geometrisch begrenzt und zudem besteht die Gefahr der Weißerstarrung oder Rissbildung)
- Auflösung oder Schaffung von definierten Wärmekanälen im Bauteil, einschließlich eines turbulenzfreien Formfüllens durch Optimierung des Eingusssystems
- Auflösung oder Schaffung von definierten Wärmekanälen im Bauteil, einschließlich eines turbulenzfreien Formfüllens durch Optimierung des Eingusssystems
- Bestimmung einer optimalen (möglichst niedrigen) Gießtemperatur mit dem Ziel, die Temperaturgradienten im Bauteil so gering wie möglich zu gestalten und so Lunker und Porosität von vornherein zu vermeiden. Im gleichen Zusammenhang muss aber auch die untere Temperaturgrenze bezüglich des „Kaltlaufs“ beachtet werden
- Nutzung des metallostatischen Drucks während bzw. am Ende des Formfüllens zur Verringerung der Porositätsneigung bzw. zur Vermeidung von Porosität.
Möglichkeiten der Auswertung der Ergebnisse der Erstarrungssimulation
- Füllen
- Erstarrung
- Restschmelzen
- Fraction Solid
- Makro- und Mikroporosität
- Restspannungen und Verzerrungen (Eigenspannungsausbildung)
Programmsysteme: PROCAST, LS Dyna, Ansys
Hardware: AMD Opteron ( 4 Prozessoren, 16 GB Hauptspeicher)
|
 |
|
 |
|
