Ausgabe 1 2009 - Gießerei-Institut der RWTH Aachen

AUSGABE 01_09Exzellenz-Versuche _ S. 2Härteprüfer _ S. 3 Pfingstexkursion _ S. 4_ Aus Wissenschaft und Forschung _Aktivitäten im Förderkreis LeichtmetallforschungLiebe Ehemalige, Freunde und Förderer desGießerei-Instituts, liebe Forschungspartner,der vierte Newsletter dokumentiert einmal mehrdie vielfältigen Aktivitäten des Instituts. Der Umbauneigt sich dem willkommenen Ende zu. Die Hochschuleselbst bereitet sich auf die anstehenden doppeltenAbiturjahrgänge vor. In den nächsten beidenJahren entstehen neue, große Gebäude mit zahlreichenHörsälen in unmittelbarer Umgebung desGießerei-Instituts.Die Anzahl der Studierenden ist insgesamt, undauch in unserem Fachgebiet, erfreulich angestiegen.Das diesjährige Gießerei-Kolloquium findetam Freitag, den 4. Dezember 2009 am Gießerei-Institut statt. Ergänzend wird am Vortag wieder einDoktorandenseminar angeboten, zu dem Mitarbeiterder verschiedenen deutschsprachigen Gießerei-Institute eingeladen sind.Weitere Neuigkeiten und viel Lesenswertes findenSie in den bekannten Rubriken.Viel Freude beim Lesen,IhrA. Bührig-PolaczekDer Förderkreis Leichtmetallforschung istein Zusammenschluss verschiedener Unternehmenaus der Aluminium erzeugendenund verarbeitenden Industrie, die sichbereit erklärt haben, die Ausbildung vonGießereifachleuten zu fördern und innovativeForschungsaufgaben zu vergeben.Seit 2004 sind das GI und Access gemeinschaftlichmit diversen Forschungsprojektenbetraut. Zuletzt wurde die Veredelungvon untereutektischen AlSi-Legierungenbehandelt. Bei Gefügeuntersuchungenwar aufgefallen, dass die Morphologie deseutektischen Silziums in einigen Bereichenvon einer veredelten, faserartigen Strukturin eine nicht veredelte, plättchenartigeStruktur übergeht. Dieses Phänomender ungleichmäßigen oder heterogenenVeredelung und insbesondere dessen Einflussfaktorengenauer zu erforschen, istGegenstand der laufenden Arbeiten. ErsteErgebnisse werden demnächst in der Zeitschrift„International Foundry Research“veröffentlicht. Eine weiterführende Darstellungder Ergebnisse in einer internationalenFachzeitschrift ist in Planung.Heterogen veredeltes eutektisches Silizium im Gefüge einer technischenGusslegierung (AlSi7Mg0,3) unter dem Lichtmikroskop (links) und im REM (rechts):In einigen Bereichen ist eine deutliche Vergröberung des eutektischen Siliziums zu beobachtenEntwicklung des Auftauch-Verfahrens zur Herstellungeinkristalliner TurbinenschaufelnGerichtet erstarrte Bronze (CuSn10) aus Vorversuchen.Im Rahmen des DFG-Projekts wird ein neuartigesAuftauch-Verfahren zur DS/SX-Herstellung(Directional Solidification/SingleCrystal) entwickelt. Im Fokus stehen zweiZiele: die vollständige Vermeidung vonOberflächendefekten wie Freckles sowiedie Verwendung extrem dünnwandigerFormschalen von ca.1 mm.Die mit einer dynamischen Isolationsschicht(Baffle) bedeckte Schmelze wirdin einer Argon-Schutzgasatmosphäre aufkonstanter Temperatur gehalten. Der Gusserfolgt durch Eintauchen der Formschale indie Schmelze. Ein Stopfen am Einguss verhindertdabei das Eindringen des Baffles.Nach der ruhigen, vollständigen Füllungsetzt die Erstarrung an einer am oberenEnde der Formschale montierten Kühlplatteein. In Verbindung mit einem definiertenAbziehen der Form aus der Schmelzesoll die gerichtete oder einkristalline Erstarrungerzielt werden. Vorversuche undSimulationen mit der Bronze-LegierungCuSn10 sind die Grundlage für die künftigenVersuche mit Superlegierungen.

GI-NEWSLETTER 01_09Hybrid-WerkstoffeDas Teilprojekt „Advanced Processes forHybrid Metal/Plastic Products“ des Exzellenzclusters„Integrative Produktionstechnikfür Hochlohnländer“ geht in die entscheidendePhase. Ziel ist die Kombinationder konventionellen Verfahren Druck- undSpritzgießen zur Produktion von Metall/Kunststoff-Verbundbauteilen in einemeinzigen Hybridprozess. Die Arbeiten desGießerei-Instituts konzentrieren sich dabeiauf die Herstellung von Strukturbauteilenmit exzellenten mechanischen Eigenschaftenund spezieller, integrierter Funktion.Besonderes Augenmerk liegt in dieser Arbeitsphaseauf dem Grenzflächenverbundder unterschiedlichen Werkstoffe, wobeivor allem auch durch die hohen Metalltemperaturenbessere AdhäsivverbundeZur experimentellen Validierung der numerischenPorositätssimulationen für diegekoppelte Berechnung von Gas- undSchrumpfungsporen wurde in einemGussstück der Legierung A356 durch geschicktePlatzierung der AbkühlkokillenGasporosität provoziert und mittels MicroComputer Tomographie (MCT) sichtbargemacht. Da die räumliche Verteilung, Volumensowie Durchmesser der Poren Parametersind, die auch durch die Simulationberechnet werden können, ist ein direkterVergleich der Ergebnisse möglich. Damiterweist sich diese Methode für die Validierungerheblich leichter und effizienter als2D-Schliffbilder und eignet sich bestenszur kontinuierlichen Verbesserung der numerischenModelle. Diese Ergebnisse sinddurch die Zusammenarbeit zwischen GI(Experimente) und Access (Simulation) imRahmen eines DFG-Projekts entstanden.erwartet werden. Das neue Zweiplatten-Werkzeug, das bei den Versuchen zumEinsatz kommt, wurde speziell zur Untersuchungdieser Verbundmechanismenentwickelt. Erste Versuche sind für AnfangAugust geplant.Schematischer Aufbau des Hybridwerkzeugs fürdie Zwei-Komponenten-ScherzugprobeExperimentelle Validierung der PorositätssimulationNeuer Zertifikatkurs des aecBild 1: MCT-ermittelte Gasporosität an einerGussprobeBild 2: Simulierte GasporositätIm Rahmen des Konjunkturpakets II derBundesregierung bietet das aluminiumengineering center (aec) unter Leitungvon Prof. Dr.-Ing. A. Bührig-Polaczek zusammenmit der RWTH Academy einenzertifizierten Weiterbildungskurs an, derjetzt auch von Arbeitnehmern in Kurzarbeitgenutzt werden kann. Thematischwird die gesamte Prozesskette des WerkstoffsAluminium von der Herstellung undVerarbeitung bis hin zur Anwendung behandelt.Nach der Einführung in die metallkundlichenGrundlagen vermitteln dieacht im aec vereinten Institute der RWTHauf ihrem jeweiligen Fachgebiet Einblickein Gießprozesse, Umformtechniken, Beschichtungenund Prüfung von Bauteilen.Der theoretische Teil wird durch praktischeVersuche, Diskussionen zu Forschungserkenntnissenund Anwendungspotentialenvon Aluminium anschaulich ergänzt. DerKurs richtet sich an Ingenieure, Techniker,Meister und Betriebswirte mit einem Tätigkeitsfeldin der Aluminiumindustrie.Auszug aus Veröffentlichungenund Vorträgen in 2009Bünck, M.; Küthe, F.; Bührig-Polaczek, A.: „Rheocasting ofaluminium alloys and thixocasting of steels”, Thixoforming, (Eds.G.Hirt, R. Kopp) WILEY-VCH Verlag, Weinheim, 2009, pp. 311-365(ISBN: 978-3-527-32204-6)Modigell, M.; Pape, L.; Vasilic, K.; Hufschmidt, M.; Hirt, G.;Shimahara, H.; Baadjou, R.; Bührig-Polaczek, A.; Afrath, C.; Kopp,R.; Ahmadein, M., Bünck, M.: „Modelling the flow behaviour ofsemi-solid metal alloys”, Thixoforming, (Eds. Hirt, G., Kopp, R.)WILEY-VCH Verlag, Weinheim, 2009, pp. 169-217 (ISBN: 978-3-527-32204-6)Hollad, S.; Bührig-Polaczek, A.: „Oppertunities and chancesfor the numerical simulation of the investment casting process”,Advanced Technology for Manufacture and Inspection, EICF-Workshop 2009 (May 12-13, 2009) (TECNALIA – INSAMET, SanSebastián, Spain), nur Folien und CDAhmadein, M.; Subasic, E.; Bünck, M.; Pustal, B.; Bührig-Polaczek,A.: „Simulation of semi-solid feed stock formation in coolingchannel rheocasting process“, Proc. Modeling of Casting,Welding and Advanced Solidification Processes – XII, TMS (June7-14, 2009, Vancouver, Canada) (Eds.: Cockcroft, S. L., Maijer, D.M.) 2009, pp. 29-36Pustal, B.; Siebert, H.; Subasic, E.; Hallstedt, B.; Schneider, J.M.; Bührig-Polaczek, A.: „Simulation of alloyed cast iron on processand material scale: A physics and calphad based approach“,Proc. Modeling of Casting, Welding and Advanced SolidificationProcesses – XII, TMS (June 7-14, 2009, Vancouver, Canada) (Eds.:Cockcroft, S. L., Maijer, D. M.) 2009, pp. 261-268Eiken, J.; Klaus, G.; Mirkovic, D.; Steinbach, I.; Bührig-Polaczek,A.; Schmid-Fetzer, R.: „Numerical and experimental investigationof dendritic growth texture evolution in Mg-Al alloys withHCP-lattice anisotropy“, Proc. Modeling of Casting, Welding andAdvanced Solidification Processes – XII, TMS (June 7-14, 2009,Vancouver, Canada) (Eds.: Cockcroft, S.L., Maijer, D.M.) 2009, pp.553-560Wüller, E.; Bührig-Polaczek, A.: „Simulation of residualstresses in fibre-reinforced metal-matrix composites“, Int. PhDFoundry Conference (Brno University of Technology) CzechFoundrymen Society – CFS, Juni 2009 (nur als CD, o.S.), (ISBN978-80-214-3871-2)Michels, H.; Bünck, M.; Bührig-Polaczek, A.: „Suitability of lostcores in the rheocasting process“, Int. PhD Foundry Conference(Brno University of Technology) Czech Foundrymen Society –CFS, Juni 2009 (nur als CD, o.S.), (ISBN 978-80-214-3871-2)Ivanov, T.; Vroomen, U.; Bührig-Polaczek, A.: „Replication ofmicrostructured functional surfaces via investment casting andpossible applications“, Int. PhD Foundry Conference (Brno Universityof Technology) Czech Foundrymen Society – CFS, Juni2009 (nur als CD, o.S.), (ISBN 978-80-214-3871-2 )Oberschelp, C.; Lao, B.; Bührig-Polaczek, A.: „Hybride Leichtbaustrukturenfür den Karosseriebau“, Ingenieur-Spiegel, 2,2009, S. 78-80Nowack, N.; Oberschelp, C.; Lao, B.; Klaus, G.; Bührig-Polaczek,A.; Röth, T.: „Gute Perspektiven für Stahl-Aluminium-Hybrideim Automotivebereich“, Gießerei 96, 05/2009, S. 110-122Ma, D.; Sahm, P. R.; Bührig-Polaczek, A.: „Entwicklung derWärmeleitertechnik zur einkristallinen Erstarrung der Superlegierungen“,Gießerei 96, 05/2009, S. 124-137>>

GI-NEWSLETTER 01_09_ Metallografie Gießerei-Institut /ACCESS _Neues computergesteuertes Mikro-Härteprüfsystemnach VickersDas neuecomputergesteuerteMikro-HärteprüfsystemMit dem Mikrohärteprüfer MicroMet 5104aus dem Hause Buehler hat ein computergesteuertesHärteprüfgerät nach VickersEinzug in die Metallographie gehalten.Zur Erstellung von Messreihen muss manden gewünschten Prüfablauf definierenoder bereits gespeicherte Abläufe aus derSoftware laden. Acht Prüfkraftstufen von10p bis 1000p stehen zur Verfügung. DiePositionierung der Probe erfolgt mittelsJoystick und kann bequem über das Live-bild der Videokamera am Computermonitorverfolgt werden. Das Setzen der Eindrückeerfolgt anschließend vollautomatischmithilfe eines schrittmotorgetriebenenKreuztisches.Die Ermittlung der Härtewerte wird imAnschluss vollautomatisch über ein Bildanalyseprogrammdurchgeführt. Der Exportder Prüfwerte in Form eines Berichtskann über MS-Word, MS-Excel oder MS-Access durchgeführt werden.Entwicklung und Produktion werden entlang der gesamten Wertschöpfungsketteverknüpft, die beteiligten Unternehmen auf derPlattform zusammengeführt>> Fortsetzung VeröffentlichungenHagemann, K.; Fettweis, D.; Dahmen, C.; Bührig-Polaczek,A.: „Open cell sponge structures: Casting high melting alloysfor biomedical applications“, Gießereiforschung, 61¸ 2009, Nr. 1,S. 34-42 (ISSN 0046-5933)Ahmadein, M.; Subasic, E.; Bünck, M.; Pustal, B.; Bührig-Polaczek, A.: „Simulation of semi-solid feed stock formation incooling channel rheocasting process”, Proc. of 12th Int. Conferenceon Modeling of Casting, Welding and Advanced SolidificationProcess, TMS, Warrendale, PA, 2009, to be publishedAhmadein, M.; Pustal, B.; Berger, R.; Subasic, E.; Bührig-Polaczek, A.: „Grain nucleation parameters for aluminum alloys:Experimental determination and model validation”, Metallurgicaland Materials Transaction A, Physical Metallurgy and MaterialsScience, (Boston: Springer) Volume 40, 2009, 3, pp. 646-653,(ISSN 1543-1940, ISSN 1073-5623)Hirt, G; Baadjou, R.; Bührig-Polaczek, A.; Bünck, M.: „GroßeMöglichkeiten, große Herausforderungen – Thixoforming vonStahl und Aluminium” Gießerei-Erfahrungsaustausch 53, 2009,3, S. 13-17Ausformen der gegossenen GI-Logos_ Neues von ACCESS _Systemfähige Plattform für Schmelz- und Gießtechnikmetallischer Hochleistungswerkstoffe –Titan, Nickel, AluminiumSeit Beginn dieses Jahres wird beiACCESS eine systemfähige Plattform fürdie Schmelz- und Gießtechnik metallischerHochleistungswerkstoffe aufgebaut – gefördertvom Land NRW und der Industrie.Die für Neuentwicklungen nötige Werkstoff-und Anlagentechnik, die qualitätssicherndeWerkstoff- und Bauteilanalytiksowie das erforderliche Know-how zumAufbau und Betrieb von Prozesslinienwerden am Standort Aachen fokussiert.Dies ermöglicht der Industrie sowohl einzelneProzessschritte als auch die gesamteProzesskette verschiedener Fertigungskonzeptebereits im Entwicklungs- und_ Aus Studium und Lehre _Abimesse und SchüleruniAnfang Februar fand in den MessehallenKöln die größte Abiturmesse NRWs statt.Knapp 34.000 Schülerinnen und Schülerinformierten sich an zwei Tagen über Studiengängeund Berufsfelder.Wie schon in den vergangenen Jahrenwar die Fachgruppe für Metallurgie undWerkstofftechnik wieder mit von der Partie.Neben reichhaltigen Informationenund persönlicher Beratung hatten die potenziellenStudierenden die Möglichkeit,sich an einem praktischen Beispiel miteinem grundlegenden Themenbereichder Werkstofftechnik zu befassen: Zweistudentische Mitarbeiter des GI erstelltenVorserienstadium zu betrachten und fallserforderlich, Fachwissen durch weiterekompetente Entwicklungspartner zu ergänzen.Zudem können neue Mitarbeiterin einem frühen Stadium der Produktionprozessorientiert geschult bzw. junge Ingenieureangeworben werden. Die Arbeitmit der systemfähigen Plattform bietetder mittelständigen Industrie somit dieMöglichkeit, gewonnene Erkenntnisse ohneweitere Schnittstellen direkt zu nutzen,Innovationszyklen zu verkürzen, neue Anwendungsfelderzeitnah zu erschließenund Fachwissen nachhaltig zu verankern.– geschützt durch die vorgeschriebene Arbeitskleidung– einen Zinnabguss des Institutslogos.Anschaulich demonstriertenund erklärten sie den wesentlichen Prozessverlaufvom Herstellen der Sandformüber das Einfüllen der Schmelze bis hinzum fertigen Endprodukt.Die in der zweiten Augustwoche 2009stattfindende Schüleruni erlaubt interessiertenSchülerinnen und Schüler miteinem „Studium auf Probe“ einen tieferenEinblick in die verschiedenen Bereiche desStudiengangs Werkstoffingenieurwesen.Gastbeitrag: D. Bodem, FachgruppeMetallurgie und Werkstofftechnik

GI-NEWSLETTER 01_09Teilnehmer derPfingstexkursionAGIFA-Pfingstexkursion nach Norddeutschland(2.-5. Juni 2009)Am Dienstag, den 2. Juni startete der Exkursionsbuspünktlich um 6:30 Uhr inRichtung Bochum. Erste Station war dieDoncasters Precision Castings GmbH, wosich die interessierten Teilnehmer überdie Feingussteilefertigung in der Luftfahrtindustrieinformierten. In Dülmen gewährteihnen die gläserne SportwagenmanufakturWiesmann faszinierende Einblicke.Am Mittwoch folgte im Anschluss an eineDemonstration verschiedenster Kernherstellungsverfahrenbei der Eurokern GießereitechnikGmbH in Baddeckenstedtder kulturelle Höhepunkt in Hamburg: Ha-_ Aus dem Institutsleben _HERAUSGEBERGießerei-Institut der RWTH AachenIntzestraße 5, 52072 Aachen, GermanyINSTITUTSLEITERUniv. Prof. Dr.-Ing. Andreas Bührig-Polaczekfenrundfahrt und Stadtbesichtigung. DerDonnerstag war zunächst für die Besichtigungdes ae-Druckgusswerks in Lübeckreserviert, bevor im Grau- und Sphärogussder Gießerei Kiel die Vorbereitung riesigerGussformen von Motorgehäusen fürSchiffe oder Lokomotiven sowie die Weiterverarbeitungder gegossenen Kolossebestaunt wurden. Letzte imposante Eindrückeunter anderem in die Brennstoffzellentechnologie,vermittelte am Freitagein Gang durch die Forschungsanlagenund die U-Bootfertigung der Howaldtswerke-DeutscheWerft in Kiel.Absolventen- und Doktorandenseminar derGießereitechnik 2008 in AachenIm Vorfeld des AGIFA-Symposiums 2008fand, wie bereits im letzten NL angekündigt,erstmals ein hochschulübergreifendesAbsolventen- und Doktorandenseminarder Gießereitechnik im deutschsprachigenRaum statt. 25 angehende Absolventender Gießereitechnik aus Freiberg, Clausthal,München, Leoben, Bremen und Aachennutzten diese von der OTTO JUN-KER GmbH, dem Gießerei-Institut und derMAGMA Gießereitechnik GmbH initiierteWo gearbeitet wird…… darf gefeiert werden! Nach diesem Mottodurften sich die Mitarbeiter von ACCESSund GI auch in diesem Jahr hin und wiederihre wohl verdiente Auszeit nehmen. Anlässewaren: die große Weihnachtsfeier,die eher spontane Altweiber-Party, die Geburtstagsfeierdes Chefs, der Ausstand ausUmbau „Die Letzte (???)“Nach nunmehr zweieinhalbjähriger Bauzeitliegt endlich das konkrete Ende desUmbaus vor uns. Abgeschlossen sind dieMaßnahmen zur Be- und Entlüftung sowieder Wasserversorgung. Auch die Neustrukturierungund Sanierung der BüroundLaboreinrichtungen ist weitestgehendvollzogen. Lediglich die Vergrößerung undKontaktplattform. Unter anderem präsentiertenneun Teilnehmer in einem kleinenWettbewerb ihre Forschungsthemen. Dieaus den Seminarteilnehmern bestehendeJury ermittelte drei Gewinner: SebastianTewes (1. Platz) vom GI der RWTH Aachen,Christoph Pille (2. Platz) vom FraunhoferInstitut für Fertigungstechnik und Materialforschung(IFAM) in Bremen und TobiasSchubert (3. Platz) von der TU BergakademieFreiberg. Herzlichen Glückwunsch!dem Berufsleben von Herrn Weiergräber,eine bestandene Doktorprüfung oder dasPraktikumsabschlussgrillen. Man trifft sichgerne im Café Schwerelos oder auch malin der Gießhalle oder im Seminarraum, umdann gut gelaunt wieder an die Arbeit zugehen.Neueinrichtung des GI-Sitzungszimmersist noch in der Umsetzung. Momentan befindetsich die Neuauslegung der Strom-,EDV- und Brandschutzversorgung in vollemGang, sodass bis Ende des drittenQuartals mit der endgültigen Fertigstellungaller Gewerke zu rechnen ist undDauerbrennerrubrik „Umbau“ endlich einEnde haben sollte.TEL +49 241_80-95880FAX +49 241_80-92276sekretariat@gi.rwth-aachen.dewww.gi.rwth-aachen.deAuszeichnung der besten Vorträge(v.l.n.r.) Dipl.-Ing. Tobias Schubert, M.Sc. Sebastian Tewes und Dipl.-Wi.-Ing. Christoph Pille (Foto: D. Joop)REDAKTIONDr.-Ing. Monika Wirth (V.i.S.d.P.), Dirk SchafstallLAYOUT & GESTALTUNGIOvis, Computergraphik & Visualisierung, AachenAktuelle MitarbeiterstatistikUnsere Institutsleitung (Professor und Oberingenieur)wird derzeit tatkräftig unterstützt von:Drei Mitarbeiterinnen im Sekretariat, 23 wissenschaftlichenund zwölf technischen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen, vierAuszubildenden sowie einigen wissenschaftlichen und studentischenHilfskräften.Wir begrüßen zwei neue wissenschaftliche Mitarbeiter:Samuel Bogner und Sebastian FischerWir gratulierenzur Promotion:Dr.-Ing. Mahmoud Ahmadein, Dr.-Ing. Swen Schröderzum abgeschlossenen Bachelerstudium:Sebastian Fischer, Jens Rösezum abgeschlossenen Masterstudium:Bin ZhouZum Eintritt in den wohlverdienten Ruhestand:Herrn Reinhard WeiergräberNachträglich zum 50.Geburtstag:Prof. A. Bührig-PolaczekTermine zum Vormerken16.-18.9. 2009:43. Metallographie-Tagung der DGM im Eurogress, Aachen.Themenschwerpunkt: Charakterisierung des Gefüges vonMetallen, Keramiken und Polymeren mit Hilfe der Metallographie.Besonderer Fokus liegt auf der Lösung von Problemender alltäglichen Arbeit in der Materialographie.7.9.2009: 75. Geburtstag von Professor Sahmhierzu erscheint im Dezember eine Sonderveröffentlichungder Foundery Research International4.12.2009: Gießerei-KolloquiumImpressum