BIR-Herbsttagung, 25. - 26- Oktober 2010 in Brüssel - Metall-web.de

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METALL-FORSCHUNG Bild 10. Seitenansicht des in Glaskörper-Darstellung gezeigten Versuchsgussteils A.1. 3 mit Kennzeichnung der Lage der Poren Bild 11. Seitenansicht des in Glaskörper-Darstellung gezeigten Versuchsgussteils C.2. 3 mit Kennzeichnung der Lage der Poren felsfrei zu den ungünstigsten Ergebnissen, d. h. den größten Porenvolumina in den Gussteilen führt. Bereits eine geringe Veränderung der Gießkolbengeschwindigkeit ermöglicht durch einen größeren Zeitraum für die Evakuierung bedeutende Verbesserungen. Im Vergleich aller vier Varianten wurde mit dieser Lösung das geringste Porenvolumen in den Versuchsgussteilen erzielt. Bei den gewählten anderen mehrstufigen Evakuierungsvarianten wurde ebenfalls eine sichtbare Verringerung des Porenvolumens erreicht. Es gibt eine deutliche Relation zwischen dem größten Volumen der einzelnen Poren und dem Gesamtporenvolumen: Das größte Porenvolumen geht konform mit dem größten Einzel-Poren-Volumen (Der vor- 594 handene Zusammenhang wurde aus Platzgründen in diesem Beitrag nicht mit einem Diagramm unterlegt.). Die Gegenüberstellung der summierten Porenvolumina aller jeweils 15 Versuchsgussteile, die nach jeweils einer Evakuierungslösung gefertigt wurden, zeigt Bild 13. Zwischen den jeweiligen Varianten und den Orten für das Auftreten der Poren zeigen sich deutliche Unterschiede. Es ist vorstellbar, dass man eine derartige, automatisch vom Computer- Tomografen gelieferte Darstellung in sehr zweckmäßiger Weise nutzen kann, um den Eingießprozess neuer Druckgießformen maßgeblich zu rationalisieren. Da es gesichertes Grundwissen jedes Druckgießers ist, dass sich wegen der Gasundurchlässigkeit der Druck- gießformen in jedem Gussteil eingeschlossene Poren finden, kommt es in erster Linie darauf an, die Poren in diejenigen Partien der Gussteile zu drängen, in denen sie im Ergebnis der nachfolgenden spanenden Bearbeitung keine Funktionsstörungen verursachen. Die Untersuchung zeigt jedoch, dass es, selbst innerhalb einer Evakuierungsvariante, ein breites Spektrum der Lokalisierung der Poren gibt. Es erweist sich als eine anspruchsvolle Aufgabe für die weitere Durchdringung des Druckgießprozesses den Ursachen für die Diversifizierung der Orte des Porenauftretens nachzugehen. Das erfordert eine wesentlich weitere Durchdringung des Druckgießprozesses und den Einsatz von Prozessüberwachungsanlagen, wie sie in [7] beschrieben sind. Mit der Ermittlung des Zusammenhanges zwischen den Schwankungen der technologischen Parameter des Druckgießprozesses sowie der Menge und Verteilung der Poren in den Gussteilen werden zugleich die wissenschaftlichen Grundlagen dafür geschaffen, dass es künftig möglich wird, die Verteilung der Poren und ihr Volumen durch Simulation vorher zu berechnen. Es ist auch eine gesicherte Erkenntnis aus den Untersuchungen, dass dem Einsatz von Computer-Tomografen, insbesondere bei den immer höheren Forderungen an die Qualität von Druckgussteilen, eine zunehmende Bedeutung zukommt. Schließlich wird geschlussfolgert, dass bei den Fällen extremer Ansprüche an die Gussteile künftig sicherlich eine statistische Versuchsplanung die Voraussetzung dafür ist, dass in relativ kurzer Zeit ein gewünschtes Gießergebnis erreicht wird. Durch ständige Prozessüberwachung wird die Möglichkeit geschaffen, den Prozess immer wieder in Übereinstimmung mit den durch die Versuchsplanung als Bestwerte ermittelten Parameter- Größen zu bringen. Danksagung Der vorstehende Beitrag konnte durch die großzügige Unterstüt- 12/2010 | 64. Jahrgang | METALL
Bild 12. Vier ausgewählte Versuchsgussteile aus der Versuchsserie B.2 in Glaskörperdarstellung mit den gekennzeichneten Orten des Auftretens von Poren Bild 13. Gegenüberstellung des Gesamtporenvolumens der jeweils 15 Versuchsteile in den vier unterschiedlichen Evakuierungslösungen, links oben Variante A.1, rechts oben Variante A.2, links unten Variante B.2, rechts unten Variante C.2. Die grüne Fläche markiert die unzulässigen Orte für Poren. METALL | 64. Jahrgang | 12/2010 METALL-FORSCHUNG zung der Fa. GE Sensing Wunstorf mit Personalleistungen und der Bereitstellung eines hochauflösenden Computer-Tomographen erstellt werden. Die Autoren danken auf diesem Wege. Es ist vorgesehen, die Untersuchungen intensiv weiterzuführen. Insbesondere soll im Rahmen des, vom Wirtschaftsministerium des Landes Sachsen-Anhalt geförderten Forschungsprojektes „Druckgießen hochintegrierter Bauteile“ den Ursachen für das sehr unterschiedliche Auftreten von Poren und deren Vermeidung nachgegangen werden. Literatur [1] Hasse, St. und Brunhuber, E.: Gießerei- Lexikon, S. 1330, Fachverlag Schiele & Schön Berlin [2] Lismont, H.; Bouten, K. und Giebietz, V.: AlSiCu-Legierungen mit tiefstem Vakuum zu Höchstleistungen geführt, Giesserei 94(2007)06, S. 252-254 [3] Weidler, A. und Müller, J.: Vacural- Druckguss für hoch beanspruchte Bauteile, Giesserei 95(2008)03, S. 36-40 [4] Bagnoud, C. und Bigger, R.: Optimierung eines fortschrittlichen Vakuumsystems zur Qualitätsverbesserung von Druckguss, Gießerei 95(2008)03, S. 43- 48 [5] Erhard, N.; Schlotterbeck, M. und Doster, K.: Druckgießtechnik für die Herausforderungen der Zukunft, Gießerei 96(2009)04, S. 60-65 [6] Patentgesuch Nr. 1997 0922/97 beim Eidgenössischen Institut für Geistiges Eigentum vom 21. April 1997 [7] Ambos, E. und Besser, W.: Neue technische Lösungen- Die Antwort der Druckgießer auf zunehmende Qualitäts- und Effektivitätsforderungen, Gießerei-Erfahrungsaustausch (2010),7+8, S. 15- 19 (1) Prof. Dr.-Ing. Eberhard Ambos, Ing.-Büro Prof. Ambos Samswegen, (2) Wolfgang Besser, Druckguss Heidenau, (3) Thomas Zuk-Härtel, Druckguss Hoym, (4) Thomas Mayer, GE Sensing & Inspection Technologies Wunstorf, (5) Jan Emmenegger, Fondarex St. Legier (CH), (6) Michael Schulze, Hochschule Magdeburg-Stendal, (7) Mike Ziesemann, Josch Teicha 595
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