Den Gießprozess ausreizen

Wie die Ford Motor Company MAGMASOFT® für die Entwicklung ihrer Gussteile nutzt.

G. Hartmann, U. Weiss

Zylinderblöcke aus Gusseisen zeigen eine ungleichmäßige Verteilung der mechanischen Eigenschaften. Unterschiedliche Wandstärken und der Gießprozess führen bei Eisenguss - Bauteilen zu einem inhomogenen Verlauf von Abkühlung und Erstarrung und zur ungleichmäßigen Ausbildung der Gefüge und Eigenschaften. Diese Faktoren resultieren auch in Eigenspannungen.

Der erfahrene Gießer kennt Techniken, mit denen die Ungleichmäßigkeiten im Gefüge zu einem Teil ausgeglichen und die Eigenspannungen reduziert werden können. In vielen Fällen ist dies aber nicht vollständig möglich.

Die heutigen Standard CAE-Methoden zur Berechnung von Motorengussteilen berücksichtigen inhomogene Eigenschaften und Eigenspannungen oft noch nicht. Dazu kommt, dass moderne Motorenkonstruktionen aufgrund der steigenden Anforderungen an optimale Leistungs-Gewichts-Verhältnisse zunehmend unter Inkonsistenzen zwischen den virtuellen Lebensdauervorhersagen und realen Prüfstandtests leiden. Daher müssen die produktionsspezifischen Eigenschaften schon früh in der Konzeptphase berücksichtigt werden.

Der Schlüssel zum Erfolg heißt "integrierte Gießprozesssimulation", bei der lokale Eigenschaften und Eigenspannungen mit einer Gießsimulation vorhergesagt und dann in die FE-Analysen und Lebensdauerberechnungen integriert werden.

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