kostenfreier Download - Konstruieren und Gießen

7.1 CAD
Vom Kunden kann eine Zeichnung über eine CD oder über das Internet als 3-D-Datenfile
in das gießereieigene CAD-System transferiert werden. Damit können die gießtechnischen
Ergänzungen (Schrumpfungszugabe, Speiser, Speiserverbindungen, Rippen,
Kühleisen usw.) auf der bestehenden Zeichnung ergänzt werden. Ein Beispiel eines
dreidimensionalen CAD-Modells als Basis für ein Simulationsprogramm ist im Bild 12 zu
sehen.
7.2 CAE
Das mit CAD erstellte Modell wird in den Pre-Prozessor für die Simulationsanwendungen
transferiert, wo die Netzelemente nach bestimmten Vorgaben automatisch generiert
werden.
Mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) oder der Methode der Finiten Differenzen
(FDM) werden diese Netzelemente mit komplexen Differentialgleichungen verarbeitet.
Damit kann in jedem definierten Element des Netzes der Verlauf von verschiedenen
Größen wie Temperatur, Spannung, Dehnung, usw. bestimmt werden.
Bis vor kurzem beschränkten sich die Simulationstechniken auf die Simulation von
Schrumpfungen und des Füllvorganges. Seitdem hat sich das Anwendungsgebiet der
Simulationsprogramme enorm erweitert und heute können nun auch Spannungen während
der Erstarrung und der Wärmebehandlung simuliert werden.
Weiterhin ist es bereits möglich, die Entwicklung des Mikrogefüges in groben Zügen
(Hauptgefügeanteile Ferrit, Perlit, Martensit) und der mechanischen Eigenschaften zu
simulieren.
Das Vorhandensein der thermophysikalischen und thermodynamischen Parameter für
die zu simulierenden Werkstoffe in Abhängigkeit der Temperatur sowie die entsprechenden
Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubilder (ZTU) in digitaler Form sind Voraussetzungen
für sinnvolle Ergebnisse. Entsprechendes theoretisches Wissen, praktische
Erfahrung und gute Handhabung der Simulationssoftware sind notwendig, um die
Ergebnisse interpretieren zu können.
In manchen Fällen ist es notwendig, eine Finite-Elemente-Berechnung der Spannungen
für das Gussstück unter Einsatzbedingungen durchzuführen.
7.3 CAM
Das wie oben beschrieben entwickelte, endgültige CAD-Modell kann nun über bestimmte
Schnittstellen für CNC-gesteuerte Maschinen weiter verwendet werden, zum Beispiel
im Modellbau (Bild 18), in der Maßkontrolle oder bei der mechanischen Bearbeitung.
Voraussetzung für die durchgängige vernetzte Anwendung computergestützter Methoden
ist, dass die verschiedenen Anwendungsprogramme (von CAD über Prozesssimulationen
bis hin zu CAM) gut aufeinander abgestimmt sind, sodass die entstehenden Daten
über einfache Schnittstellen zwischen den Systemen transferiert werden können.
Einige Hersteller solcher Systeme haben sich auf Gießereitechnik und Simulation von
Prozessen in der Gießerei spezialisiert.
Für viele technische Prozesse in der Gießerei gibt es spezielle Simulationsanwendungen.
Besonders in den Bereichen Schweißtechnik, Wärmebehandlung und Schmelztechnik
sind bereits ausgereifte Anwendungen für den Betriebsingenieur am Markt er-
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