MAGMA legt großen Wert auf intensive Partnerschaften zu führenden Hochschul- und Forschungsinstituten und engagiert sich darüber hinaus in verschiedenen nationalen und internationalen Forschungsprojekten.

Aus der Forschung & Entwicklung

Im Rahmen von Projekten

Historie ausgewählter Projekte

MaBIFF: „Maßgescheiderte Bauteileigenschaften durch Integration von Fertigungs- und Funktionssimulation“

Das Ziel des Forschungsvorhabens MaBiFF war es, den Einfluss unterschiedlicher Gefügemerkmale für Gusseisen (GJS-400 und GJV-450), die mittels der Gieß­prozess-Simulation lokal vorhergesagt werden können, auf die Lebensdauer zu qualifizieren. Hierzu wurden aus umfangreichen Versuchen gefügespezifische Wöhlerkurven ermittelt, die es ermöglichen, mit Hilfe der Fertigungssimulation eine geschlossene Kette von den verwendeten Fertigungsparametern über die berechne­ten lokalen Gefüge bis hin zu einer Vorhersage der lokalen Schwingfestigkeit zu realisieren. Damit ist die Übertragbarkeit des Fertigungseinflusses in die Betriebs­festigkeitsberechnung möglich.

Vorgehensweise für die lokale Lebensdauervorhersage von Gussbauteilen

Im Rahmen des MaBIFF-Projekts wurde die Gießsimulation im Bereich der Gefügevorhersage weiterentwickelt. MAGMA entwickelte hierfür einen erweiterten Berechnungsprozess, bei dem die Fertigungssimulation in die rechnerische Lebensdauerabschätzung integriert werden konnte. Hierzu wurde eine Korrelation zwischen der lokalen Schwingfestigkeit und der lokalen Gefügeausbildung gefunden. Darüber hinaus wurden die zum Datenaustausch mit Programmen zu rechnerischen Abschätzung der Betriebsfestigkeit (z.B. FEMFAT, LMS Virtual Lab Durability) notwendigen Schnittstellen geschaffen. Damit soll es möglich werden, basierend auf einer Gießsimulation die zu erwartenden lokale Schwingfestigkeit für die Werkstoffe GJS-400 und GJV-450 rechnerisch abzuschätzen und in die Betriebsfestigkeitsberechnung zu übertragen.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter den Förderkennzeichen 01RI0713 gefördert und vom Projektträger deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) in Bonn betreut. Das Projekt wurde als Verbundprojekt im Zeitraum 01.08.2077 - 31.03.2011 durchgeführt.

Projekt­partner in diesem Projekt waren Audi AG, Eisenwerk Brühl GmbH, Meuselwitz Guss GmbH und Walter Hundhausen GmbH, Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, Germanischer Lloyd Industrial Services GmbH, Institut für Gießereitechnik IFG und MAGMA Gießereitechnologie GmbH.

Projektbeschreibung auf der Internetseite des Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Das EU Projekt Music "MUlti-layers control & cognitive System to drive metal and plastic production line for Injected Components" hatte zum Ziel die Effizienz und Nachhaltigkeit von Fertigungssystemen im Druckguss und Kunststoffspritzguss zu verbessern.

Dieses ehrgeizige und anspruchsvolle Ziel kann Druckgussanwendern -und Kunststoff-Spritzguss-Unternehmen helfen die Effizienz, Robustheit und den Energieverbrauch ihrer Prozesse zu optimieren.

Die Idee war daher, ein kognitives System mit einer Echtzeit-Überwachung für eine aktive Qualitätskontrolle zu verknüpfen.

MAGMA war an dem Projekt beteiligt, um die Qualitätsvorhersage der Druckgussteile mit der Simulation zu verbessern. Daher wurden neue Kriterien für die Simulation mit Hilfe einer "hufeisenförmigen" Testgeometrie entwickelt und validiert. Am Ende wurden dann verschieden Demonstrator-Komponenten wie z. B. ein Federbeindom vom Partner Audi eingesetzt, um das gewonnene Know-how anzuwenden.

Das Bild veranschaulicht die Grundidee mit einem Prozess-Meta-Modell im Zentrum. Für ein solches Metamodell wurden viele experimentelle Daten generiert und MAGMA hat zusätzlich virtuelle Experimente (DoE) von Prozessparametern durchgeführt, die die Qualität beeinflussen, um das Meta-Modell zu trainieren.

Weitere Informationen finden Sie auf der Projekt-Website: http://music.eucoord.com

 

Eine Zusammenfassung der Hauptergebnisse des Projektes liefert folgendes Buch:

Nicola Gramegna and Franco Bonollo: Smart Control and Cognitive System applied to the HPDC Foundry 4.0, Assomet Servizi Srl, Enginsoft SpA

ISBN 978-88-87786-11-8

EffSAFound2– Energie- und Materialeffizienz in Eisen- und Stahlgießereien

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte CLIENT-Verbundprojekt zur Verbesserung der Energie- und der Materialeffizienz in südafrikanischen Gießereien „EffSAFound2“ wurde erfolgreich beendet. Deutsche und südafrikanische Partner hatten hierfür 2,5 Jahre mit acht südafrikanischen Stahl- und Eisengießereien zusammengearbeitet.

Im Rahmen des Projektes wurden umfangreiche Materialdaten für hochchromhaltige Eisengusswerkstoffe ermittelt und in MAGMA5 eingebunden. Ein weiterer Schwerpunkt war die Verbesserung der Energieeffizienz und des Ressourcenverbrauchs in den Gießereien. Hierzu wurden als Referenzbeispiele Optimierungen mit den Möglichkeiten von MAGMA5 anhand von aktuellen Projekten aus den Gießereien durchgeführt.

Für die in Südafrika im Spannungsfeld von elf Amtssprachen und vielfach gering qualifizierten Mitarbeitern besonders wichtige Vermittlung von Wissen und Fähigkeiten zu den Gießereiprozessen und zur Anlagenbedienung steht nun eine englische Version der Software hg.visutec von HegerPro zur Verfügung. Diese wird künftig mit multimedialen Inhalten helfen, die Mitarbeiter besser zu sensibilisieren und Arbeitsabläufe zu optimieren.

Weiterhin wurde das Management von Gießereisanden in den Gießereien erfolgreich verbessert. Hierfür wurde ein Verfahren zur Prüfung der organischen Bestandteile von Gießereirestsanden von der Firma GUT Gießerei-Umwelt-Technik aus Freudenberg entwickelt und vor Ort angepasst. Es soll nun eine zentrale Anlage entstehen, die modular thermische oder mechanische Regenerierung ermöglicht.

Ametex, MAGMAs südafrikanischer Partner, schulte im Rahmen des Projektes unter anderem Studenten, um durch den Einsatz von MAGMASOFT® die Verbesserung der Gussteilqualität in den Projektgießereien voranzutreiben.

Effiziente Prozessketten beim Aluminiumdruckguss

Ziel des Verbundvorhabens war die Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen der Prozesskette des Aluminiumdruckguss. Betrachtungs- und Optimierungsobjekt des Vorhabens war dabei die Gesamtprozesskette des Aluminiumdruckguss vom Einschmelzen des Ausgangsmaterials über das eigentliche Gießen, einer legierungsabhängigen Wärmebehandlung und spanenden Nachbearbeitung bis zum Produkt in der geforderten Endqualität.

MAGMA hat im Rahmen des Vorhabens eine zentrale Rolle eingenommen, da mit der Simulation des Druckgießprozesses entscheidende Maßnahmen zur Erhöhung der Nutzungseffizienz von Energie und Ressourcen ermittelt sowie überprüft werden können. MAGMA hat dazu das damalige Optimierungsmodul MAGMAfrontier zur Prozessoptimierung im Druckguss systematisch angewendet. Im Fokus der Untersuchungen standen dabei die Reduzierung des Kreislaufvolumens, die Minimierung der Zykluszeiten, das Einstellen eines optimalen Sprühprozesses und die Erhöhung der Werkzeuglebensdauer. Hierzu wurden auch Wärmeübergangskoeffizienten auf einem Prüfstand ermittelt.

Das Verbundprojekt wurde im BMBF-Rahmenkonzept „Forschung für die Produktion von morgen“ innerhalb der Leitinnovation „Ressourceneffizienz in der Produktion“ bei dem  Ideenwettbewerb „Verbesserung der Energieeffizienz in der Fertigungstechnik“ von unabhängigen Experten als förderwürdig ausgewählt.

Das Projekt wurde im Zeitraum 01.06.2009 bis 31.08.2012 durchgeführt.

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