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Hier finden Sie alle archivierten Hauptbeiträge, sortiert nach Erscheinungsdatum.


Ganz schön ausgeschlafen, die Schmiedeberger Gießerei. Weil nur ein Unternehmen wettbewerbsfähig bleibt, das seine Geschäftsprozesse effizient gestaltet, investiert das Unternehmen der DIHAG-Gruppe kontinuierlich in moderne Technologien.

Für den im Stranggießverfahren hergestellten Werkstoff EN-GJS-400-18C-LT wurden die mechanischen Eigenschaften bei verschiedenen Temperaturen bestimmt und bewertet.

ie Bestwiger M. Busch GmbH & Co. KG hat eine der größten Investitionen  in Ihrer Firmengeschichte getätigt: Mit der neuen Seiatsu-Formanlage, welche das moderne Verdichtungsverfahren Seiatsu.plus einsetzt, stellt sich der Standort Wehrstapel des fast 200 Jahre  existierenden Unternehmens solide für die Zukunft auf.

Der Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (utg) der Technischen Universität München (TUM) beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit den drei fertigungstechnischen Schwerpunkten Umformen, Schneiden und Gießen. Die Kombination der drei Produktionstechnologien stellt eine seltene Ausgangsposition in der deutschen Hochschullandschaft dar.

Im Leichtbau kommen zunehmend zukunftsweisende Hybridbauweisen aus Faserverbundwerkstoffen und Leichtmetallen zum Einsatz, welche die Vorteile beider Werkstoffgruppen im Hybridmaterial vereinigen. Die Verbindungen werden nach heutigem Stand der Technik geklebt oder genietet. Am Fraunhofer IFAM wurde in den letzten Jahren eine neuartige Fügetechnologie für verschiedene hybride Verbindungsarten im Druckguss entwickelt.

ANSYS ist einer der weltweit führenden Anbieter von technischen Simulationslösungen. Das Unternehmen hilft den innovativsten Unternehmen der Welt, radikal bessere Produkte für ihre Kunden zu realisieren.

Industrie 4.0, Gießerei 4.0, Guss 4.0 – heutzutage finden Entwicklungen so schnell statt, dass anstelle neuer Begrifflichkeiten nur noch Versionsbezeichnungen vergeben werden. Mit ihrer Vision von Guss 4.0 stellt auch die Christenguss AG aus Bergdietikon in der Schweiz die Weichen für eine digitale Zukunft.

Langjährige Kunden, treue Mitarbeiter: Jörn Matthies hat es in seinem Betrieb mit vielen Konstanten zu tun. Schließlich gilt Matthies Druckguss als echtes Familienunternehmen, das mit 60-jähriger Firmengeschichte dessen Werte bestens zu schätzen weiß. Im Leistungsangebot der Matthies Druckguss GmbH aber herrscht Bewegung.

Die Herstellung von Turbinenrädern aus Titanaluminiden ist in der Vorserienreife gelungen. Die Kombination aus gewählten TiAl-Legierungen und entwickelter Pro-duktionsroute liefert entsprechend der bisher durchgeführten Analysen Bauteile mit den geforderten Merkmalen. Einsatzbezogene Tests sind in Planung.

Technologisch ist Deutschland weiterhin an der Weltspitze. Viele Gießereitechnologien wurden und werden hier erforscht und entwickelt. Die Ergebnisse schlagen sich in der Werkstoffherstellung und Qualitätssicherung nieder und werden im Normenwerk festgehalten. Dieses wird laufend an technische Fortschritte in den Fertigungsverfahren angepasst.

Zinkdruckgussteile sind oft die „Hidden Champions“: Man sieht sie nicht und doch sorgen sie dafür, dass Technik sicher funktioniert und oft genug auch dafür, dass Produkte höchsten Ansprüchen an Oberfläche und Design genügen. Die Vielfalt der Einsatzbereiche von Zinkdruckgussteilen und Innovationen in Verfahren und Produkten lohnen einer genaueren Betrachtung.

Im Rahmen der Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass mit optimal dimensionierten und auch hinsichtlich des Werkstoffes angepassten Kernstützen ein homogenes Gefüge im Guss erzielt werden kann. Die Qualität stützenfreien Gusses ist damit unter Verwendung von Kernstützen realisierbar, wodurch auch eine höhere Prozesssicherheit beim Einsatz von Kernstützen erreichbar ist.

Die Möglichkeiten, die Lost Core bietet, sind interessant, allerdings unterliegen sie auch technischen und wirtschaftlichen Grenzen. Um das Lost Core-Verfahren gewinnbringend einzusetzen, bedarf es vorab gründlicher Überlegungen hinsichtlich technischer Machbarkeit und Herstellkosten. Dazu sind umfassendes Grundlagenwissen und eine detaillierte Kenntnis des Prozesses notwendig. Für erste Abklärungen stellt Bühler sein Wissen und seine Expertise zur Verfügung, damit der Anwender selbstständig die Weiterentwicklung des Prozesses übernehmen kann.

Die neu entwickelte, hochfeste Legierung Silafont-38 konnte in einem praktischen Gießversuch bei G.A. Röders, Soltau, vergossen werden. In einem dünnwandigen Strukturbauteil konnten die angestrebten Werkstoffkennwerte übertroffen werden. Neben der Wärmebehandlungstechnik und den metallurgischen Zusammenhängen wurden die Niet- und Schweißeignung sowie das Korrosionsverhalten der Legierung betrachtet.

Nach der CO2-Emissionsbetrachtung von Fahrzeugen im Betrieb untersuchen die Automobilhersteller zunehmend auch die CO2-Emissionen bei der Herstellung des Fahrzeugs und versuchen dabei gemäß einem ganzheitlichen Ansatz auch diese zu reduzieren. Die AUDI AG setzt hier als erster OEM gemeinsam mit der AMAG Casting bei der Produktion von Strukturbauteilen an, die bisher aus Primärlegierungen hergestellt wurden.

Wer so viele tausend Jahre „auf dem Buckel“ hat wie die Gießereitechnik, findet in der modernen Zeit, die jenseits von Internet und Cloud Computing vieles als antiquiert und damit wenig spannend erachtet, kaum Interesse. Diese Stigmatisierung entpuppt sich aber bei näherem Hinsehen als wenig haltbar. Tatsächlich sind Gießereien nämlich in der modernen Welt unverzichtbar und damit systemrelevant.

Bei den Karosserien europäischer Premiumhersteller haben sich inzwischen hybride Strukturen aus Stahl und Aluminium fest etabliert. Mit solchen Konstruktionen können erhebliche Gewichtseinsparungen und damit Verbrauchssenkungen erzielt werden.

Die Havelländische Zink-Druckguss GmbH & Co. KG, Premnitz, stellt sich mit innovativer Forschung neu auf. Künftig will das Unternehmen auch mit Zink als Leichtbauwerkstoff über den von ihren entwickelten innovativen Werkstoff Zincopor, einem porösen Zinkschaum mit glatter Oberfläche punkten.

Eine Gießerei setzt zur vorbeugenden Qualitätssicherung ihrer Gussteile seit Jahren konsequent auf die frühzeitige Untersuchung der Gießtechnik und möglicher Fehlerquellen. Bei einem Abgasrohr aus GJL-250 wurden vor Produktionsbeginn erstmals dafür die neuen Möglichkeiten in MAGMA5 Rel. 5.3 genutzt.

Was vor 45 Jahren mit der Produktion von Verdichtergehäusen in Gusseisen mit Lamellengrafit startete, hat sich in der Siempelkamp Gießerei GmbH, Krefeld, zu einem speziellen Leistungsspektrum entwickelt: Turbinen und Kompressoren mit Gussteilen aus dieser Gießerei.

Auf Basis der etablierten kryogenen Strahlentgratung von Elastomeren und Kunststoffformteilen wurde eine Sonderanwendung zur Bearbeitung von NE-Metalldruckgussteilen nach heutiger Erfordernissen entwickelt, die beim Entgraten von Prototypen bis hin zur vollautomatisierten Großseriengussfertigung die Prozessbelange des Kunden erfüllt.

Der Aufsatz befasst sich basierend auf Untersuchungen mit dem Computertomografen mit der Frage, welche der die Porenmorphologie beschreibenden unterschiedlichsten Parameter von maßgeblichem Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften von Al-Gussteilen sind und in welcher Form diese in entsprechende Bewertungs- und Auswahlkriterien einfließen können.

Das längste jemals gegossene Bauteil aus Gusseisen mit Kugelgrafit (EN-GJS) hat die Siempelkamp Gießerei realisiert und damit erneut Gießereigeschichte geschrieben. Ein wichtiges Entscheidungskriterium für die Order war, dass Siempelkamp drei so große Bearbeitungsmaschinen betreibt, die für einen solchen Auftrag bestens geeignet sind.

Das Thixomolding erlaubt es, die eng tolerierten, dünnwandigen Bauteile mit geringer Porosität herzustellen. Es kann als ergänzendes Fertigungsverfahren zu den konventionellen Druckgießtechnologien betrachtet werden. Eine ständige und sorgfältige Aufgabegutkontrolle sowie -analyse sind die wichtigsten Voraussetzungen für eine fehlerfreie Bauteilherstellung durch das Thixomolding-Verfahren.

Mit Combicore-Kernen realisieren Gießereien komplexe Hinterschneidungen und Hohlräume in verschiedenen Gießverfahren. Dabei sind die Kerne auch bei Gießdrücken über 1000 bar formstabil und haben sich bestens im Druckgießverfahren und mit optimierten Eigenschaften auch in anderen Gießverfahren bewährt.

Im Rahmen der Eröffnungsveranstaltung der EUROGUSS in Nürnberg wurden am 11. Januar 2016 die Gewinner des diesjährigen Zinkdruckgusswettbewerbs prämiert. Die ausgezeichneten Gussteile werden im Aufsatz näher vorgestellt und im Bild gezeigt.

Den Schwerpunkt des vorliegenden Beitrags bilden geometrisch komplexe, multifunktionale Druckgussbauteile, die als sogenannte Gussknoten in Verbindung mit Strangpressprofilen und Blechumformteilen die Karosserie zu einer selbsttragenden Rahmenstruktur machen.

Untersuchungen belegen, dass ein Umgießen von CFK-Laminaten im Druckgießverfahren grundsätzlich möglich ist. Die Anbindung der beiden Werkstoffe ist dabei sehr gut und die thermische Belastung der CFK-Laminate ist auf Grund der sehr kurzen Erstarrungs- und Abkühlzeit im Druckgießverfahren sehr gering.

Ein nicht unerhebliches Leichtbaupotenzial lässt sich bei Pkw-Sitzen erschließen. Im Rahmen einer Studie wird die Möglichkeit der Substitution einer mehrteiligen Sitzrückenlehne aus Stahl durch eine hochsteife und gewichtsoptimierte einteilige, druckgegossene Magnesium-Rückenlehnen-Struktur nachgewiesen.

Im Zuge eines Forschungsprogramms wurde das Leichtbaupotenzial von Eisengusswerkstoffen für Zylinderkurbelgehäuse dargestellt und bei einem aufgeladenen Ottomotor das ZKG aus Aluminium durch ein neuentwickeltes Gusseisenbauteil in Leichtbauweise ersetzt.

Mit dem Bau der neuen Fertigungslinie AMR in der Gießerei von Georg Fischer in Mettmann wurde ein Prozess geschaffen, der in allen Fertigungsschritten konsequent darauf ausgelegt ist, dass optimal konstruierter Leichtbau auch zukünftig ohne Einschränkungen prozesssicher gefertigt werden kann.

Dünne Hartstoffbeschichtungen können den Widerstand der Formoberfläche gegenüber prozesstypischen Belastungen deutlich erhöhen. Da aber nur Beschichtungen mit geeigneten Eigenschaften diese Widerstandserhöhung erzeugen, ist die Entwicklung einer Schichtauswahlsystematik notwendig, welche eine eigenschaftsorientierte und objektive Auswahl ermöglicht.

Dieser Beitrag beleuchtet die Eignung der beiden Werkstoffe Aluminium und Gusseisen mit Lamellengrafit für das Bauteil Zylinderkurbelgehäuse. Pro und kontra Bewertungen der Werkstoffgruppen dürfen dabei nicht aus Einzelfaktoren abgeleitet werden, sondern müssen produktspezifisch und gesamtheitlich mit dem Ziel der Standfestigkeit des Bauteils während der Laufzeit erfolgen.

Es wird ein Überblick über die derzeitige Situation und die aktuellen Trends in der Motorentechnik im Hinblick auf gießtechnische Schnittstellen gegeben. Die Hybridisierung ist neben dem Downsizing eines der Kernthemen. Hier sind noch weitere Entwicklungsschritte zu erwarten, die spannende Materialkombinationen versprechen.

In der hier beschriebenen Arbeit wurden Einlegeteile (Inserts) aus Aluminiumlegierungen der 2XXX- und 5XXX-Gruppe in das Druckgießverfahren integriert. Ziel hierbei war die Erzeugung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Gussmatrix und dem Insert aus einer Knetlegierung, die normalerweise durch die natürliche Oxidschicht verlässlich verhindert wird.

Durch die Investition in eine Horizontal-Drehmaschine für Werkstückgewichte bis 20 t hat das Metallwerk Kleinken in Dorsten/Wulfen jetzt seine Bearbeitungskapazität weiter ausgebaut.

Mittels Topologieoptimierung, Gießprozesssimulation, Lebensdaueranalyse und 3-D-Druck ist es einer Gruppe von innovativen Technologie- und IT-Unternehmen gelungen, ein besonders leistungsfähiges und leichtes Fahrzeugbauteil zu fertigen.

An realen Gussteilen wird gezeigt, wie die Verknüpfung von statistischen Methoden zur Versuchsplanung mit der Gießprozesssimulation als virtuelles Versuchsfeld eingesetzt werden kann, um robuste Fertigungsfenster einzustellen und verschiedene Optimierungsziele gleichzeitig und automatisiert zu verfolgen.

Es gilt zukünftig, das Potenzial von Aluminiumgusslegierungen und der werkstofflichen Erfordernisse der Gießprozesse effizienter auszuschöpfen. Mit dem vorgestellten Konzept mit bewährter Vakuumtechnik und Werkzeugtemperierung sowie einer zukunftsweisenden wasserfreien Sprühtechnik dürfte jedem Bauteil eine ultimative Metallqualität mit auf den Weg gegeben werden.

Gussteile, die im Druckgießprozess hergestellt werden, werden immer größere Anforderungsspektren und dadurch auch metallurgisch immer bessere Leistungsfähigkeiten abverlangt. Im Zuge laufender Forschungsaktivitäten am ÖGI wurden die Legierungen EN AC-AlSi9Cu3(Fe) (VDS 226) und EN AC-AlSi12Cu1(Fe) (VDS 231) diesbezüglich untersucht.

Der beim Aluminium-Kokillengießen schon vor Jahrzehnten vollzogene Schritt vom Trennmittel zur langlebigen funktionellen Beschichtung ist nun auch beim Messing-Kokillengießen und generell bei der Herstellung von Rotguss möglich.

Anstelle eines bisherigen Kornfeinens mit Titan hat Mercedes-Benz in den letzten Jahren die Voraussetzungen für ein optimales Zirkon-Kornfeinen für Zylinderköpfe aus AC-Al Si7Mg T7-Primär- und AC-Al Si 1 OMg(Cu) T7-Sekundärlegierungen erarbeitet.

Zur Bewertung der Zähigkeit von Gusseisenlegierungen werden in der Regel Kerbschlagbiege- und Bruchmechanikversuche herangezogen. Im vorliegenden Beitrag werden mit Hilfe von schädigungsmechanischen Untersuchungen die wesentlichen Gründe für die unterschiedlichen Aussagen der beiden Versuchsarten identifiziert.

Seit 2012 fertigt die Eisengießerei von Bosch Rexroth in Lohr Sandkerne und -formen mittels dem 3-D-Druckverfahren. Dadurch können Prototypen, kleine Serien und Ersatzteile schnell und kostengünstig hergestellt werden. Außerdem bieten sich neue Möglichkeiten der Qualitäts- und Fertigungsoptimierung.

Basierend auf den bekannten EN-GJS-SiMo-Gusseisensorten hat die Georg Fischer Automotive AG, Schaffhausen, Schweiz, neue ferritische EN-GJS-Werkstoffe mit erhöhter Ferrit/Austenit-Umwandlungstemperatur, höherer Hochtemperaturfestigkeit und verbesserter Zunderbeständigkeit zur Erreichung noch höherer Einsatztemperaturen beim Automobilguss entwickelt.

NEMAK verfügt für seine anspruchsvollen Aluminiumgusskomponenten über ein breites Spektrum von Gießverfahren für Zylinderköpfe und Zylinderkurbelgehäuse. In diesem Beitrag werden die entsprechenden Gießverfahren sowie die Auswahlkriterien für deren Einsatz erläutert.

An zwei Beispielen wird gezeigt, wie virtuelle Gießversuche sowohl produktspezifisches als auch -übergreifendes Wissen zu Korrelationen zwischen Fertigungsparametern und Qualitätsmerkmalen des Gussteils durch systematische Überprüfung unterschiedlicher Varianten generieren. Dieses Wissen ist die Basis für effizientes „Front-Loading", bei dem Gussteil und Gießprozess simultan optimiert werden.

Für die Herstellung von Verbundgussproben wurde eine Kleinanlage entwickelt und gebaut. Mit dieser werden plattenförmige Verbunde aus verschiedenen Aluminiumlegierungen und Reinaluminium in einem quasi-kontinuierlichen Gießprozess hergestellt und verschiedene Materialpaarungen unter definierten Gießparametern erprobt.

Für die Untersuchung der Materialkennwerte sowie der Porositätsgehalte und -parameter wurden Fahrwerksteile aus einer AlSi7Mg0,3-Legierung im Gegendruck-Gießverfahren unter verschiedenen Gegendruckeinstellungen gegossen. Es wurden für die Gießversuche unterschiedlich vorbereitete Schmelzen verwendet, die unterschiedliche Porositätsgehalte im erstarrten Guss aufwiesen.

Der hier beschriebene verfahrenstechnische Lösungsansatz für das Kokillengießen von Aluminiumlegierungen bietet die Perspektive, durch die Applikation erhöhter Umgebungsdrücke während des Formfüllens und der Erstarrung aus hoch festen und hoch warmfesten Aluminium-Gusslegierungen prozesssicher und serientauglich Gussteile in der Massenproduktion herzustellen.

Am Beispiel eines Radnabenmotors sowie einer Ölwanne für einen Range-Extender wird aufgezeigt, welchen Beitrag Gussteile, der Werkstoff Aluminium sowie das Druckgießverfahren bei der Umsetzung von E-Mobilität leisten können.

Zur Umsetzung der Mischbaustrukturen aus Stahl, Aluminium und Kunststoffen im Automobil sind diverse druckgegossene Strukturteile aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen erforderlich. Um diese Strukturteile wirtschaftlich fertigen zu können, sind weitreichende technologische Anpassungen der Druckgießmaschinen notwendig.

Am Beispiel eines 6-Zylinder-Reihen-ZKG aus Gusseisen mit Vermiculargrafit wird gezeigt, wie durch einen neuen Kern-Formaufbau in stehender Gießweise das Höchstmaß an Gewichtsreduzierung erzielt werden kann. Der üblicherweise praktizierten Bauweise in Aluminium-Eisen-Verbund kommt das Gesamtergebnis sehr nahe.

Die Reichle GmbH Gravier- und Laserschweißzentrum, Bissingen/Teck, als Europas größter Dienstleister im Bereich der Gussteileinstandsetzung mittels Laserschweißen ist in der Lage, bis zu 95 % aller Ausschussgussteile ohne signifikante optische und technische Nachteile instand zu setzen.

Weiter gestiegene Anforderungen an die Gussteilkomplexität und Gussteilqualität bedingen stetige Verbesserungen und Optimierungen der eingesetzten Bindemittel und Verfahren, was am Beispiel der Kernpaketfertigung von Gusseisenzylinderköpfen in dem Eisenwerk Brühl beschrieben wird.

Die Eisenwerk Brühl GmbH hat sich der Herausforderung Downsizing gestellt und ist mit neuen Fertigungsanlagen in der Lage, immer dünnwandigere Gusseisenmotorteile herzustellen. Das beweist, dass der Werkstoff Gusseisen mit Lamellengrafit für das Bauteil Zylinderkurbelgehäuse zukunftsfähig ist.

Ziel des beschriebenen Projektes ist die Reduktion des Verschleißes von Dauerformen zur Herstellung von Leichtmetallgussbauteilen mit Hilfe numerischer Formoptimierungen von Umlenkungsgeometrien. Die iterative Optimierung der Umlenkungsgeometrie ermöglicht es, das Strömungsfeld so zu beeinflussen, dass die auftretenden Verschleißeffekte reduziert werden.

Durch regen Austausch zwischen Konstruktion und Gießerei bei der Entwicklung eines neuen Maschinenträgers für Windkraftanlagen schon in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung wurde es möglich, einen Maschinenträger der nächst höheren Leistungsklasse mit der Größe und dem Gewicht der vorherigen kleineren Leistungsklasse zu fertigen.

Im Rahmen eines von der AiF geförderten Forschungsvorhabens wurde der negative Einfluss von zunehmender Porosität auf die mechanischen Eigenschaften von Proben aus Gusseisen mit Kugelgrafit (EN-GJS) quantifiziert.

Die Verknüpfung der Gießprozesssimulation mit zyklischen Werkstoffkennwerten von Gusseisen wurde erstmalig für verschiedene Gusseisenwerkstoffe realisiert. Gefüge abhängige Wöhlerkurven schließen dabei die vorhandene Lücke zwischen Gießprozesssimulation und Lastfallanalyse.

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den zugehörigen Wirkmechanismen sowohl mikroskopisch im Gefüge als auch makroskopisch an der Oberfläche bzw. dem Bauteil aus Gusseisen. Sie ermöglichen eine lokale Dauerfestigkeitssteigerung der Zylinderkurbelgehäuse auf der Basis speziell abgestimmter Strahlprozesse.

2010 begann die Arbeit an der Europäischen Norm 16482 „Gießereiwesen - Gusseisen-Strangguss". Neben den werkstoffkundlichen Besonderheiten werden auch weitere Merkmale und Eigenschaften des Verfahrens und der Werkstoffe aus Strangguss in der neuen Norm mitberücksichtigt, die im Aufsatz detailliert beschrieben werden.

Im Rahmen des internationalen COLTS-Projekts wurden die derzeitigen Softwarefunktionalitäten so ausgeweitet, dass sie den spezifischen Anforderungen an das Schleudergießen großer TiAI-Strukturkomponenten gerecht werden. Die entsprechend modifizierte Simulationssoftware wurde in die Prozessentwicklung integriert, was anhand eines Anwendungsbeispiels gezeigt wird.

Der höherfeste Sphärogusswerkstoff „SiWind", eine Werkstoffentwicklung für Windenergieanlagen im Multi-Megawatt-Bereich Offshore (Megawind), wurde zur Beurteilung des Werkstoffverhaltens in Bezug auf die bruchmechanischen Eigenschaften einer Bauteilanalyse unterzogen.

Immer mehr Gießereien setzen für Gießereimodelle und -formen auf den 3-D-Druck. Das Verfahren lohnt sich nicht nur bei der Produktion von kleineren Stückzahlen oder Prototypen, es überwindet auch technologische Grenzen und erweitert den Gestaltungsfreiraum.

Zusammen mit stetig wachsenden Stückzahlen beschloss Audi, eigene Fertigungskapazitäten für Strukturteile zu schaffen. So entstand in den vergangenen beiden Jahren am neuen Fertigungsstandort in Münchsmünster eine komplett neue Gießerei für Strukturteile.

Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit werden die drei Gusseisenwerkstoffe EN-GJS-400-18U-LT, EN-GJS-450-18 und EN-GJS-700-2 mit Blick auf ihre Einsatzeignung bei Tieftemperaturen am Beispiel von zyklischen und zügigen Festigkeitsuntersuchungen bei Raumtemperatur und bei einer Temperatur von  ϑ = -40 °C betrachtet.

Um die Beanspruchbarkeit des neuen mischkristallverfestigten Gusseisenwerkstoffs SiWind als höherfester Werkstoff mit großen Wanddicken für eine Anwendung in Windenergieanlagen zu qualifizieren, wurde der Werkstoff unter zyklischer Belastung untersucht und im Zuge des Forschungsprojekts umfangreiche Versuchsreihen zur Ermittlung der Schwingfestigkeit durchgeführt.

Der vorgestellte neue Werkstoff ist unter der Bezeichnung SiWind zertifiziert. Die normative Bezeichnung ist GJSF-SiNi30-5. Er ist der erste höherfeste Gusswerkstoff, der zertifiziert und für den Einsatz im Offshore-Windenergiebereich zugelassen ist. Dabei konnten die statischen Kennwerte um bis zu 50 % gesteigert werden.

Die vorliegende Analyse stellt einen Beitrag zur technologischen Weiterentwicklung des automotiven Leichtbaus – bestehend aus dem Druckgießverfahren zum Gießen dünnwandiger Bauteile und der Wärmebehandlung, die ein sehr gutes Festigkeits- und Duktilitätsniveau ermöglicht, – dar.

Die Sande Stahlguss hat seit 2011 zahlreiche Erfahrungen mit diesem Werkstoff GX13CrMoCoVNbNB9-2-1 gesammelt und ist mittlerweile weltweit führend bei deren Gussfertigung mit Stückgewichte bis zu 30 t für Anwendungen in der Energietechnik. Zu den äußerst anspruchsvollen Gussteilen zählen dickwandige Ventilkörper als auch Einströmleitungen, Krümmer, Hochdruck- sowie Mitteldruckinnengehäuse für hochleistungsfähige Dampfturbinen.

Bezogen auf die Eigentümlichkeiten des Gusseisens mit Vermiculargrafit (GJV) sind unter den Nachfolgeoperationen am fertigen Gussteil drei Themen besonders interessant: die Wärmebehandlung, das Fertigungsschweißen und das Zerspanen, deren derzeitigen werkstofftechnischen Erkenntnisse vorgestellt werden.

In der hier beschriebenen Untersuchung werden Strukturgussbauteile aus einer AlSi10MnMg-Legierung mit eingegossenem Salzkern einer Wärmebehandlung unterzogen, ohne diesen mit Aluminium umgossenen Kern in einem vorgelagerten Prozessschritt zu entfernen, und die erzielten Ergebnisse interpretiert.

Beschrieben werden die Entwicklung und die Anwendung der Gasinjektionstechnik auf das Warmkammer-Druckgießverfahren von Magnesium. Motivation für diese Forschungsarbeit war der Einsatz des leichten Werkstoffes Magnesium für ein Strukturbauteil in der Karosserie von Fahrzeugen.

Nach der Definition der Energie als Eigenschaft sich bewegender Teilchen und Teilchenverbunde werden zwei Konzepte des Zerstörungsmechanismus von Bauteilen beschrieben: das Lebensdauerkonzept und die Bruchmechanik.

Der Normenausschuss Gießereiwesen (GINA) wurde am 19. Juni 1922 in Dortmund gegründet. Die zurückliegenden, aktuellen und zukünftigen Aufgaben in den Arbeitsgremien des GINA werden nachfolgend genauer vorgestellt.

Zur Ermittlung bruchmechanischer Kennwerte für Strangguss als Grundlage für die neue Stranggussnorm EN 16482:2014 wurden Werkstofferprobungen an der Bergakademie Freiberg durchgeführt. Diese Werkstoffuntersuchungen und ein Kundenprojekt zeigen deutlich, dass Gusseisen mit Kugelgrafit auch bei Strangguss sehr gute Materialeigenschaften aufweist.

GJV wird stets im Vergleich zu GJL und GJS erörtert, je nachdem, welchem der beiden Werkstoffe es im konkreten Fall „näher steht". Stets wird auch versucht, verschiedene Einflüsse auf die Eigenschaften mathematisch zu formulieren und damit dem Konstrukteur zu helfen, die günstigen Eigenschaftskombinationen dieses Werkstoffs besser zu nutzen.

Im 2. Teil wird über die Gefügebildung von der Kristallisation des Vermiculargrafits aus der Schmelze unter Berücksichtigung der Hauptelemente Fe, C, Si, S, O, Mn, Cu und Mg berichtet. Die konservativen Daten über die Atomradien werden auf den neuesten Stand gebracht und daraus Anhaltwerte für die Verformung des Eisengitters durch Begleit- und Legierungselemente gewonnen.

Im Rahmen des Georg Fischer-Entwicklungsprojektes AluSiDur konnten die statischen und dynamischen Festigkeitswerte der Legierung AlSi10MnMg durch eine Modifikation der Elementzusammensetzung gesteigert werden. Diese Kennwerte konnten an einem Strukturbauteil mit einer Wandstärke von 1,9 mm nachgewiesen werden.

Die Laukötter Druckgusstechnik GmbH, Wadersloh, fertigt Druckgussteile für die Elektroindustrie, die Erneuerbaren Energien, die Medizintechnik sowie die Automobil- und Motorradindustrie und den Maschinenbau. Dabei werden seit neuestem auch Gehäuse für Hybrid- und Elektrofahrzeuge gegossen.

Alle großen Automobilhersteller treiben die Substitution von schweren Blechteilen durch Leichtmetallstrukturbauteile voran. Die Schaufler Tooling GmbH & Co. KG aus Laichingen, beschreibt wichtige Aspekte bei der Entwicklung und Herstellung der dafür erforderlichen Druckgießformen.

Heute nach 40 Jahren Entwicklung, über die in diesem Beitrag berichtet wird, hat Gusseisen mit Vermiculargrafit (GJV) seine Nische längst verlassen, ist auch nicht mehr bloß Alternative, sondern Notwendigkeit und wurde zum „grünen" Konstruktionswerkstoff schlechthin.

Die Aluminiumgießerei in Dillingen nutzt das Kernpaketverfahren, welches den Motorkonstrukteuren größte Designfreiheit gewährleistet und leistet in Verbindung mit den erreichbaren hohen mechanischen Eigenschaften im Bauteil einen großen Beitrag zur Gewichtsverringerung im modernen Motorenbau.

Zum fünften Mal wurden auf der EUROGUSS 2014 die Preisträger des Zinkdruckguss-Wettbewerbs ermittelt. Die Qualität der Gussteile machte eine eindeutige Zuordnung zu den Kategorien unmöglich, weshalb unter Berücksichtigung aller Bewertungsaspekte gleich drei Sieger für hervorragende Leistungen bei der Verarbeitung des Werkstoffs Zink im Zinkdruckgießverfahren gekürt werden konnten.

Der Aluminium-Druckguss-Wettbewerb ist seit vielen Jahren eine bewährte Plattform, den hohen Qualitätsstand von Aluminium-Druckguss zu zeigen. Ziel des Wettbewerbs ist, das Interesse am vielseitigen Werkstoff Aluminium zu verstärken und weitere Anwendungsbereiche aufzuzeigen. Die ausgezeichneten Gussteile werden in Text und Bild vorgestellt.

Beim Aluminium-Kokillengießen dominieren heute grundsätzlich zwei Lösungsansätze hinsichtlich der Gießverfahren, das Schwerkraft- sowie das Niederdruck-Kokillengießverfahren. Da es in beiden Verfahren neben den sehr offensichtlichen Vorteilen auch Nachteile zu geben scheint, entwickelten sich dynamische Gießverfahren, die erst durch moderne Anlagentechnik machbar wurden.

Nicht allein die Elektromobilität wird die Zukunft der Gießerei ändern, sondern auch die wachsenden Effizienz- und Nachhaltigkeitsanforderungen haben Einfluss darauf. Die Herausforderung dabei ist nicht nur, eine Materialsubstitution zu realisieren, sondern ganzheitlich effizientere Lösungen für eine Prozesskette anzubieten.

Das Konzept des Boxermotors hat dann den wirtschaftlichen Aufschwung von BMW nach 1945 begleitet, hat den weltweiten Niedergang der Motorradindustrie in den 1950er Jahren überstanden und führte heute zu einem der erfolgreichsten großvolumigen Motoren auf dem Weltmarkt. Eine Säule dieses Erfolges ist die Kompetenz der hauseigenen Gießerei, die verschiedene Generationen der Boxermotoren begleitet hat.

Die Kalmbach GmbH, Velbert ist spezialisiert auf Druckgussteile aus Aluminium und Zink mit einer hohen Bearbeitungstiefe, die sich durch korrosionsbeständige und edle Oberflächen auszeichnen, sowie die Fertigung von Systemkomponenten bis zur verkaufsfertigen Konfektionierung.

Es gibt immer wieder Motorenprojekte, in denen der Grauguss-Liner im Aluminiumkurbelgehäuse serienmäßig durch eine thermisch gespritzte Eisenbasisbeschichtung ersetzt wird. An die beschichtungsfähigen Typen werden sehr hohe Anforderungen hinsichtlich der Porosität und Zugfestigkeit im Bereich der Zylinderbohrungen gestellt.

Die Wagner AG in Waldstatt, Schweiz bietet neben der Druckgussfertigung zusätzliche Leistungen an, um die unterschiedlichsten zusätzlichen Prozesse von der mechanischen Bearbeitung über das Umspritzen mit Kunststoff, die Veredelung der Oberflächen sowie Reinigung und Montage so zu kombinieren, dass ein optimales Bauteilergebnis herauskommt.

Im Bereich der Abgasturboaufladung für das Turbinengehäuse von Daimler-Otto-Motoren werden bei Abgastemperaturen bis maximal 1050 °C besondere Anforderungen an das Temperaturverhalten gestellt. Aufgrund der mit dem hohen Nickelgehalt verbundenen Materialkosten wird am Einsatz einer Alternativlegierung mit deutlich reduziertem Nickelanteil gearbeitet, der vorgestellt wird.

Das siliziumhaltige Gusseisen mit Kugelgrafit, bei der Heger Guss GmbH, Enkenbach-Alsenborn, unter der Bezeichnung Siron-Gusseisen geführt, zeichnet sich insbesondere durch verbesserte Duktilität bei gleichzeitig hoher Festigkeit aus und füllt die Lücke zwischen den höherfesten Gusseisen mit Kugelgraphit und Stahlgusswerkstoffen.

Neben Maschinen- und Handformguss gehört Strangguss zum  Leistungsspektrum der ACO Gruppe aus Kaiserslautern im Gusseisenbereich. Das Unternehmen entwickelte jetzt auf Basis des hoch siliziumhaltigen Gusseisens mit Kugelgraphit innovative Stranggussprodukte mit weitreichendem Substituierungs- und Wirtschaftlichkeitspotenzial.

Der seit 25 Jahren eingesetzte Gusseisenrammpfahl im Bauwesen besitzt gegenüber Stahlbeton und Stahl einen entscheidenden Materialvorteil, den die Duktus-Gruppe in den letzten Jahren weiter ausgebaut hat. Durch speziell moduliertes Gusseisen wurden die Duktilität, Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit für den Gussrammpfahl optimiert.

Die durch Silizium mischkristallverfestigten GJS-Sorten bieten das Potenzial, um Gussstücken hinsichtlich der Werkstoffeigenschaften und der Herstell- und Bearbeitungskosten optimiert zu fertigen. Im Vergleich zu den ferritisch/perlitischen GJS-Sorten gleicher Festigkeit lassen sie sich kostengünstiger mechanisch bearbeiten.

Durch die Zugabe von höheren Siliciumgehalten ist es bei Gusseisen mit Kugelgraphit möglich, auf die Zusätze von Perlitbildnern zu verzichten und einen Werkstoff mit deutlich höherem Eigenschaftsniveau herzustellen, das hoch siliciumhaltige Gusseisen mit Kugelgraphit, welches auf Grund seiner höheren Gebrauchseigenschaften gute Potentiale für hoch belastbare und leichtere Gusskonstruktionen bietet.

Wegen der boomenden Nachfrage nach Feingussteilen muss zügig produziert werden, doch die langen Formschalentrocknungszeiten bremsen die Fertigung. Eine neue innovative Trocknungstechnologie der MK Technology, Grafschaft, senkt die Trocknungszeit bei der Feingussformenfertigung auf 30 Minuten gegenüber dem konventionellen Prozess von bis zu 24 Stunden pro Schicht.

Anstatt auf austenitische setzt man bei Schmolz + Bickenbach Gussgruppe, Krefeld, für Aufgaben im Tieftemperaturbereich seit neuestem auf martensitische Stähle. Diese Werkstoffe lassen sich ausgezeichnet vergüten und weisen damit auch eine deutlich höhere Streckgrenze (Rp0,2 ≥ 490 N/mm²) auf als die alternativ einzusetzenden austenitischen Stähle. Eine  Eigenschaft, die bei extremen Temperaturen von besonderem Vorteil ist.

Die im 4.0 l-V8-TFSI-Motor von AUDI eingesetzte Lagertraverse (Bedplate) wird im Druckgießverfahren hergestellt. In mehreren Optimierungsschleifen konnten sowohl die Temperierung des Werkzeugeinsatzes angepasst als auch Prozessparameter infolge einer neu eingesetzten Technologie so angeglichen werden, dass der Porositätsanteil im Bereich Ölfiltertopf deutlich reduziert und weitere prozessrelevante Parameter gesenkt werden konnten.

Es wird ein neuer austenitischer Stahlguss vom Typ G-X4CrMnNi16-7-6 bzw.  G-4CrMnNi16-7-7 vorgestellt, der aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung eine relativ niedrige Austenitstabilität gegenüber dem ε- und α’-Martensit und gleichzeitig eine niedrige Stapelfehlerenergie aufweist. Beide Einflussgrößen sind verantwortlich dafür, dass unter Beanspruchungsbedingungen ein TRIP/TWIP-Effekt (Transformed induced Plasticity/Twinning induced Plasticity) hervorgerufen wird.

Um trotz der eingeschränkten Freiheitsgrade bei einem hybriden Leichtmetallgussteil einen bestmöglichen Kompromiss bei der Auslegung des Prozesses realisieren zu können, werden zur Optimierung der Gussteilsimulation verschiedene Ergebnisse der Magma5-Kriteriumsfunktionen, die aus der Formfüllsimulation zur Verfügung stehen, herangezogen. So gestaltete hybride Bauteile erlauben es, zusätzliche Funktionen in das Bauteil zu integrieren und gleichzeitig Kosten und Gewicht zu reduzieren.

Das FGS (Frech Gating System) ist ein System, das produktabhängig ca. 45 bis 80 % des bisher üblichen Kreislaufmaterials beim Druckgießen von Aluminiumteilen vermeidet. Im Frech-Technikum wurde mit der FGS-Technologie jetzt ein Magnesiumgießversuch durchgeführt, dessen Ergebnisse sehr vielversprechend waren.

Mit den schnellen industriellen Computertomographen (CT) steht jetzt eine neue Gerätegeneration für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung zur Verfügung, die als wertvolles Hilfsmittel für die Minimierung der Porenbelastung von Druckgussteilen genutzt werden kann. Auch bei der Entwicklung neuer Druckgussteile kann die schnelle CT deutliche Verbesserungen und Beschleunigungen bewirken.

Die Monse GmbH & Co. KG Velbert ist eine Gießerei, die hochwertige Zink-Druckgussteile mit einem Gewicht von 1 bis 500 g entwickelt und produziert, die besondere Ansprüche erfüllen und extrem komplexe Geometrien aufweisen.

In diesem Beitrag wird dargestellt, wie sich die schnelle Computertomographie im praktischen Einsatz bei Leichtmetallgussteilen bewährt hat und welche Veränderungen sich für die Prüfstrategie gegenüber herkömmlichen Vorgehensweisen ergeben. Zudem wird die Problematik der Detektion von Poren in Dichtflächen diskutiert.

Die Fahrzeuggussgießerei Georg Fischer Mettmann betreibt seit August 2012 eine weitere hoch automatisierte Fertigungslinie für Gusseisenteile, die durch zahlreiche Innovationen die Messlatte bei der ressourcen- und energieeffizienten Fertigung von Leichtbauteilen aus Gusseisen und Sibodur deutlich anhebt.

Wo die Vorteile der grabenlosen Verlegungstechnik von Gussrohren liegen, wird im Aufsatz anschaulich an von der Duktus-Gruppe realisierten Projekten in der Stadt Drieburg, Bundesland Hessen, und Oberkärmer, Bundesland Brandenburg, sowie St. Dizier, Départment Haute-Marne, Frankreich, und Pribor, Mähren, Tschechien, gezeigt.

Das Herzstück einer Abfallverbrennungsanlage ist der aus Gussteilen bestehende Verbrennungsrost. Als Beispiel wird die hoch moderne thermische Abfallbehandlungsanlage von Amsterdam vorgestellt, wo auf 6 Linien ca. 1,4 Mil. t Abfall/Jahr verarbeitet werden. Als Verbrennungssystem kommen dort gegossene Horizontalroste zum Einsatz, die die größten ihrer Art sind.

Vom 8. bis 9. November fand in Krefeld unter dem Leitthema: Die Welt der Gusseisenwerkstoffe – Vielfalt für die Zukunft die 1. Internationale Fachtagung CastTec 2012 mit dem Ziel statt, die Werkstoffspezialisten zusammenzubringen und zu zeigen, dass der schon lange technisch genutzte Werkstoff Gusseisen durchaus Potenziale für die Zukunft hat.

Am Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (utg) der Technischen Universität München wurde ein neuartiges Herstellungsverfahren für Aluminium-Verbundwerkstoffe auf Basis der horizontalen Stranggießtechnologie entwickelt. Ziel ist die Zusammenführung der Fertigungsschritte Urformen und Fügen zu einem einzigen Prozessschritt. Das neue Verfahren soll sowohl zu einer Verbesserung des Werkstoffverbundes führen als auch den Einsatz höherfester Aluminiumlegierungen ermöglichen.

Die VS Guss AG, Solingen-Wald, beliefert den internationalen Markt mit hochwertigen Kleinseriengussteilen im Gewichtsbereich zwischen 1 und 1500 g für die Bereichen Automotive, Maschinenbau, Befestigungstechnik, Elektroindustrie, Schlossindustrie und Luftfracht.

In dem kürzlich  abgeschlossenen BMBF-Projekts LEA konnte eine umfangreiche Datenbasis für ADI-Gusseisen in Hinblick auf Schwingfestigkeit bereitgestellt werden, wodurch die Entstehung des gewünschten ADI-Gefüges in den Bereichen des Bauteils, in denen ihre hohe Schwingfestigkeit und Zähigkeit benötigt wird, jetzt besser kontrolliert werden kann.

In früheren Untersuchungen wurde herausgearbeitet, dass die AlSi-Legierungen erhebliche Unterschiede bezüglich der Festigkeit sowohl bei RT als auch bei höheren Temperaturen bis 250 °C aufweisen können. Im Zuge der jetzt durchgeführten Arbeiten wurde zuerst der Einfluss der Elemente Si, Cu und Ni auf die Wärmeleitfähigkeit von AlSi-Gusslegierungen untersucht und für den Anwender relevante Aussagen abgeleitet.

Es wird über eine Untersuchung berichtet, die zum Ziel hatte, die Wärmeleitfähigkeit von Bauteilen zu verbessern, die hohem thermischen und mechanischen Stress ausgesetzt sind. In dieser Untersuchungsreihe konnte das Potential des Legierungstyps AlSiMg durch eine Verbesserung der Leitfähigkeitseigenschaften deutlich erhöht werden.

Die VS Guss AG, Solingen, ist spezialisiert auf die Herstellung von dünnwandigen Gussteilen aus Temperguss und Gusseisen im Gewichtsbereich von 5 bis 1500 g mit hoher Maßgenauigkeit. Durch den Umbau einer älteren Schützsteuerung zu einer modernen SPS-Steuerung konnte am Temperofen der Prozess der Wärmebehandlung, die Anlagenbedienung, die Qualität der Gussteile und der Energieeinsatz wesentlich verbessert werden. 

Das Problem der Warmrissbildung bei Aluminium-Gusslegierungen ist altbekannt, aber nur unzureichend wissenschaftlich erforscht. Bereits marginale Schwankungen in der Legierungszusammensetzung können zu einem geänderten Warmrissverhalten führen. Ziel der diesem Beitrag zugrunde liegenden Arbeit war es, die Einflüsse der Elemente Kupfer und Magnesium auf die Warmrissneigung einer AlSi7Mg(Cu)-Basislegierung zu untersuchen.

Der Werkzeughersteller Kennametall untersuchte in seinem Entwicklungszentrum Fürth optimale Schnittdaten und Standzeiten von Werkzeugen für das Bohren verschiedener Werkstoffsorten, darunter auch den Strang- und Kokillengusswerkstoff Gopag C 500 F im Vergleich zum EN-GJS-400-15U, C45E und Hyt 60, der gegenüber den anderen Werkstoffen besser abschnitt.

Steigende Anforderungen der Gießereikunden an die Gussteile hinsichtlich der Oberflächenqualität und Sauberkeit erfordern eine ständige Anpassung der Anlagentechnik. Um diesen Anforderungen besser gerecht werden zu können, setzen sich auch in den Leichtmetallgießereien mehr und mehr abgestimmte Systeme zum Gleitschleifen durch.

Messinglegierungen finden in vielen Gießverfahren Anwendung, aber die Anwendung im Druckgießverfahren ist dabei eher unbekannt. Die Vorteile der Verarbeitung von Messinglegierungen im Druckgießverfahren liegen in der Herstellung hoch präziser, endkonturnaher Bauteilen mit hohen Abbildungsgüten, wie beim Druckguss üblich, sowie von relativ dünnwandigen und komplexen Geometrien als gute Alternative zur konventionellen Herstellung von durch Spanung erzeugten Komponenten.

In diesem Beitrag wird ein Überblick über die Anwendungs-möglichkeiten der Softwarelösung Casting Simulation Suite der ESI Group, Paris, Frankreich, gegeben, deren Funktionsumfang und Design direkt auf die Bedürfnisse des Ingenieurs ausgelegt wurde, um der Gießerei-Industrie ein hilfreiches Werkzeug zur Prozessentwicklung zur Verfügung zu stellen.

Im Rahmen der Produktionsoptimierung hat eine Zinkdruckgießerei ihr ERP/PPS (Enterprise Ressource Planning/Produktionsplanungs- und Steuerungs)-System durch das Branchenpaket TimeLine-Guss abgelöst und damit Durchgängigkeit, Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit in Administration und Produktion deutlich verbessert. 

Der Einsatz von Gusseisenwerkstoffen mit Kugelgraphit (GJS) zur Herstellung von Bauteilen für Hochtemperaturanwendungen ist von besonderem wirtschaftlichem Interesse. Bei der Herstellung ist das Auftreten von Ungänzen nicht vollständig auszuschließen. Ziel von Untersuchungen war deshalb, den Einfluss dieser Ungänzen auf die mechanischen und bruchmechanischen Eigenschaften von GJS zu beschreiben.

Im BMBF-Forschungsvorhaben „LEA – Leichtbau mit gegossenen ADI-Bauteilen“  wurden Modelle zur Simulation der Wärmebehandlung von ADI-Gussteilen entwickelt und diese mit Hilfe ausgewählter Demonstratorbauteile auf ihre Praxistauglichkeit überprüft. Die durchgeführten Untersuchungen brachten deutliche Fortschritte im Verständnis des Werkstoffes ADI.

Im Rahmen des BMBF-Projekts LEA wurden verschiedene vorhandene und neu zu entwickelnde hochfeste ADI-Gussqualitäten untersucht und ihr Leichtbaupotenzial für den Einsatz in der Automobilindustrie bewertet. Die Untersuchungsergebnisse belegen, dass die im Aufsatz vorgestellten ADI-Gussqualitäten durchaus ein hohes Potenzial für den Einsatz in crashbelasteten Automobilkomponenten besitzen.

Eine neue Qualität des Programmierens und der Prozesssteuerung von Robotern bietet innovative und effizientere Möglichkeiten beim mechanischen Bearbeiten. Die Kombination von intelligenter Software und feinfühliger Sensorik bildet die Basis des innovativen Systems „Force Control (FC) Machining“ mit Vorteilen bei der Bearbeitung von Metallgussteilen, Stahlwerkzeugen, Kunststoffteilen, Holz- oder Glaswerkstücken.

Für die Untersuchung von Leichtmetall-Gussbauteilen im Qualitätslabor gibt es eine  zunehmend etablierte und bewährte Vorgehensweise: die BDG-Richtlinie, ehemals VDG-Merkblatt P 201. Mit der Computertomographie-Analysesoftware VGStudio MAX lässt sich  diese Methode nun auch für tomographierte Gussteile anwenden und damit vor allem zeitlich bedeutend beschleunigen.

Mit den schnellen Computertomographen steht den Druckgießern eine neue, um bis zu mehrere hundert Mal schnellere Prüfmethode zur Verfügung. Diese ist in der Lage, Messvorgänge in der bisherigen Art und Weise abzulösen und zu erweitern. Damit wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, extrem hoch beanspruchte Bauteile (z. B. prüfpflichtige Bauteile) im Fertigungstakt auf Gefügedefekte zu untersuchen und fehlerhafte Teile auszusondern.

Mit den durchgeführten Untersuchungen wird der Zusammenhang zwischen der chemischen Zusammensetzung der Gusslegierung EN-AC-AlSi9Cu3(Fe) und den statischen mechanischen Eigenschaften systematisch aufgezeigt. Hinsichtlich der Übertragbarkeit der Ergebnisse kommen insbesondere dünnwandige Druckgussbauteile in Betracht.

Der Einsatz der vollflächigen Messtechnologie in der Gießerei-Industrie garantiert eine schnelle Bewertung von kompletten und komplexen Bauteiloberflächen. Die Inspektionssoftware beinhaltet eine Reihe von Funktionen, die speziell auf die Gießerei-Industrie abgestimmt sind. Das ermöglicht eine durchgängige Qualitätssicherung ohne den Einsatz zusätzlicher Auswertepakete.

Die Automobilindustrie versucht, große Bauteile und Schweißkonstruktionen mittels intelligenter, innovativer Gießverfahren im Leichtbau abzubilden. Eine der größten Gewichtseinsparungen ist durch die Einführung von Zylinderkurbelgehäusen (ZKG) aus Aluminium-Silicium-Legierungen realisierbar. Im vorliegenden Auszug aus einer Dissertation werden die notwendigen Schritte für die Prozess- und Produktentwicklung prinzipiell aufgezeigt.

Die Standzeit einer Druckgießform hat entscheidenden Einfluss
auf die Wettbewerbsfähigkeit, da sie in einem direkten Zusammenhang mit den Produktionskosten der abgegossenen Bauteile steht. In dem Artikel wird dargestellt, wie durch das Verfahren des Laser-Auftragschweißens qualitativ hochwertige Reparaturschweißungen an Druckgießformen durchgeführt werden können, um diesen Herausforderungen zu begegnen.

Die Verwendung von Strukturbauteilen aus Aluminium-Druckguss erweitert im Automobilbau die Möglichkeiten zur Gewichtsreduzierung. Dank umfassender Entwicklungsarbeit auf diesem Gebiet steht dem Druckgießer heute eine beherrschbare und kostenoptimierte Prozesskette zur Verfügung, mit deren Hilfe großformatige Strukturbauteile für Karosserien erzeugt werden können.

Bei der geänderten Norm EN 1563 für Gusseisen mit Kugelgrafit (GJS) werden die ferritischen Werkstoffsorten EN-GJS-450-18,  EN-GJS-500-14 und EN-GJS-600-10 mit höheren Si-Gehalten neu aufgenommen. Auf Grund der Vorteile der ferritischen Sorten – höhere  0,2 %-Dehngrenze und höhere Dehnung A gegenüber den perlitischen Sorten – wird schnell mit einem Anstieg der Anwendungen gerechnet.

Bei der Untersuchung des Einflusses erhöhter Temperaturen auf die Festigkeit der Recyclinglegierung A226 (EN AC-46000 bzw. EN AC-AlSi9Cu3(Fe)) und der A260 (EN AC-48000 bzw. EN AC-AlSi12CuNiMg) in leicht modifizierter Form konnte gezeigt werden, dass die AlSi9Cu3(Fe) durch gezielte Anpassung der Legierungselementgehalte im Rahmen des Legierungsfensters so optimiert werden kann, dass sie konventionellen, warmfesten Legierungen zumindest bis ca. 220 °C ebenbürtig ist.

Mit einem speziell für Eisengusswerkstoffe entwickelten Materialmodell für kombinierte niederzyklische und hochzyklische Belastung können die in einachsigen Versuchen ermittelten Lebensdauern gut vorhergesagt werden. Mit der Implementierung in Finite-Elemente-Programme kann das Materialmodell auch zur Lebensdauervorhersage in Bauteilsimulationen angewandt werden.

Die Auswirkungen der Abweichungen vom idealen Gefügezustand auf die Bauteileigenschaften, insbesondere der Schwingfestigkeit, von Gussteilen aus austenitisch-ferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI) sind für viele Fehlerarten nicht oder nur unzureichend bekannt. Im Rahmen von Untersuchungen wurde der Einfluss von verschiedenen Gefügeabweichungen auf das Festigkeitsverhalten von ADI-900-8 ermittelt.

Bei Gontermann-Peipers wurden Berstversuche an drei Kugelgraphit-Gusswerkstoffen und einem für den Einsatz in der Hydraulikindustrie optimierten, legierten Schmiedestahl bei Raumtemperatur, bei -20 °C sowie bei -40 °C durchgeführt. Verglichen wurden der hoch siliciierte GOPAG C 500 F (Strangguss), ein EN-GJS-400-15U (Strangguss), ein EN-GJS-400-18 (Kokillenblockguss) und der HYT 60 (legierter Schmiedestahl).

Mechanische Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Gussteilen werden in der Praxis vielfach angewendet. Durchgeführte Untersuchungen an Probekörpern, aber auch an realen Bauteilen zeigen, dass die Lebensdauer durch eine gezielte Erhöhung der Strahlintensität bzw. durch Festwalzen von spannungskritischen Radien an Bauteilen fast verdoppelt werden kann. Es werden in diesem Beitrag Modellansätze zur Simulation des Festwalzprozesses und des induktiven Härteprozesses aufgezeigt.

Wenn man in der Lage ist, die Schwindung und den Verzug eines Bauteils zu berechnen, dann liegt es nahe, diese Ergebnisse zu benutzen, um eine entsprechend optimierte Gussform zu erstellen. Ein Druckgießwerkzeug wurde auf diese Weise erstmals optimiert. Es ergaben sich nicht nur Kostenvorteile, auch eine mögliche Vorschädigung des Bauteils, die sich durch die mit dem Richten verbundenen plastischen Verformungen ergeben kann, konnte vermieden werden.

Der Siegeszug des Gussrohrs vom vormals Graugussrohr (Gusseisen mit Lamellengraphit, EN-GJL) hin zum modernen duktilen Gussrohr (Gusseisen mit Kugelgraphit, EN-GJS) spiegelt Industriegeschichte wider und zeigt eindrücklich die Qualitäten und die vielen unübersehbaren Vorteile des duktilen Gusseisens, das wie kein anderer Rohrwerkstoff den belegbaren Beweis seiner Langlebigkeit angetreten hat.

Die Technik der sogenannten Einfallkerne konnte vom Kunststoffspritzgießen auf das Zinkdruckgießen übertragen werden. Eine Erprobung von mehr als 30 000 Schuss bestätigte, dass mit der Technik des Einfallkernes hinterschnittige Konturen sehr genau und reproduzierbar hergestellt werden und damit aufwendige mechanische Bearbeitungen entfallen können.

Die dem Beitrag zugrundeliegende Arbeit erfasst durch systematische Untersuchungen des Schleudergießverfahrens in Kombination mit werkstofftechnischen Untersuchungen erstmals den Einfluss der Herstellungsmethode und denjenigen einzelner Gießparameter auf die Gefügeausbildung im Verzahnungsbereich von Schneckenradrohlingen aus der Legierung CuSn12Ni4-C-GZ und stellt einen Zusammenhang zwischen der Gefügeausbildung und der Tragfähigkeit von Schneckenrädern her.

Die internationale Druckgussmesse EUROGUSS vom 17. bis 19. Januar 2012 auf dem Nürnberger Messegelände konnte mit 18 % mehr Fachbesuchern und 15 % mehr Nettofläche im Vergleich zu 2010 weiter zulegen. Sie ist damit ihrem Ruf als weltgrößte Messe rund um den Druckguss wieder gerecht geworden. Das rege Interesse an dieser Messe zeigt zudem, dass der Druckguss als Konstruktionswerkstoff und vor allem Leichtbauwerkstoff weiter an Bedeutung gewonnen hat und ein Ende dieser dynamischen Entwicklung noch nicht abzusehen ist.

In diesem Artikel werden die dynamischen Gießverfahren Rotacast und Nemak Dynamic Casting System NDCS sowie das statische Gießverfahren Bodenguss vorgestellt. Die Potentiale der Gießverfahren bezüglich des Formfüllens und der Erstarrung werden durch Gieß- und Erstarrungssimulationen an einem von Nemak entwickelten Zylinderkopf-Demonstrator mit integriertem Abgassammler IEM dargestellt.

In einem Forschungsprojekt mit dem Ziel der Vorhersage von Verzug und Eigenspannungen im Druckgussteil mittels numerischer Simulation wurden Konzepte zur Verifikation von Simulationsergebnissen erstellt und in die Praxis umgesetzt. Es wurden zwei druckgießgerechte Werkzeuge konzipiert und hergestellt sowie mehrere Serien von Versuchsabgüssen mit zwei Legierungen durchgeführt und an diesen die Anwendbarkeit überprüft.

Zukünftige modulare Diesel-Zylinderköpfe von Volkswagen unterliegen höchsten Betriebslasten. Um diesen Anforderungen zu genügen, sind Weiterentwicklungen im Bereich der Gießtechnik erforderlich. Ein verstärkter Einsatz der Gießsimulation und des Kippgießverfahrens stehen dabei im Fokus.

In den vergangenen Jahren ist verstärkt deutlich geworden, dass das Fertigungsverfahren Gießen einen wesentlichen Beitrag zum sparsamen Umgang mit Energie leistet. Der Stand der Technik beim Ausbau der Energieeffizienz in der Gießerei-Industrie war auf der GIFA 2011 zu sehen – von der Materialeffizienz über die Simulation und den Leichtbau bis zum Schmelzbetrieb und zur Abwärmenutzung.

Das Zylinderkurbelgehäuse ist das zentrale und auch schwerste Einzelbauteil eines Verbrennungsmotors, da es das größte mechanische Belastungskollektiv aufnehmen muss. Mit dem Einsatz modernster Simulationstechniken wird unter Einbeziehung aller interdisziplinären Fachbereiche die Basis für eine prozesssichere, Dünnwand optimierte Großserienfertigung geschaffen.

Bei den unterschiedlichsten Gusssortimenten gibt es Funktionsflächen, die im Betriebszustand hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Dazu gehören die Führungsbahnen, besonders dann, wenn es sich dabei um Gleitführungen handelt, im Unterschied zu den wesentlich geringer beanspruchten Verstellführungen am Gusskörper.

Die mechanischen Werkstoffkennwerte von Zinkdruckgusslegierungen nehmen unter den Druckgusslegierungen eine Spitzenposition ein. Durch die niedrige Schmelztemperatur von ca. 385 °C kann bei der Druckgussfertigung höchste Produktivität erzielt werden und die Standzeiten der Druckgießwerkzeuge überschreiten die Millionengrenze. Zink entfaltet besonders in dünnwandigen Konstruktionen bis zu 0,5 mm beste mechanische Eigenschaften.

Seit der Erfindung und dem Bau des ersten betriebsfähigen Dieselmotors im Jahr 1897 befassen sich Ingenieure mit den Problemen der Gestaltung von Kurbelgehäuse und Zylinderlaufbüchse. In Verbindung mit Kolben und -ringen gilt die Laufbüchse als wichtige Komponente und der Kurbeltrieb wird allgemein als das Herz des Motors angesehen. Als Werkstoff hat sich Gusseisen mit Lamellengraphit (EN GJL-250 bis 300) über 100 Jahre behauptet und bewährt.

Die Power-Hydraulik GmbH, Sulz am Neckar, hat mit verschiedenen Stranggusswerkstoffen schon seit langem beste Erfahrungen gemacht. Für höhere Innendrücke im Bereich von 350 bis 420 bar waren die vorhandenen Gusswerkstoffe aber nicht geeignet. Deshalb wurde von der zuliefernden Gießerei die neue Gusseisen-Stranggusssorte mit der Bezeichnung Gopag C 500 F entwickelt.

Leichte Zylinderköpfe für Pkw-DI-Dieselmotoren sind eine besondere Herausforderung sowohl für Aluminiumlegierungen als auch für das zum Einsatz kommende Gießverfahren. Deshalb wird hier das innovative 90°-Schwerkraftkippgießen eingesetzt. Hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit erfordern zudem angepasste Kernlagerungs-, Kerngasabsaugungs- und Kokillenreinigungskonzepte sowie spezielle Messverfahren zur Kanallage.

Unter hybriden Komponenten werden bei der Wagner AG, Wallstatt, speziell gefertigte metallische Einlegeteile verstanden, welche mit Kunststoffteilen kombiniert werden. Neben den allgemeinen Vorteilen, welche die Verfahren Druckgießen und Spritzgießen mit sich bringen, sind die Funktionsintegration sowie die Gewichts- und Kostenreduktion Haupttreiber bei der Entwicklung solcher hybrider Komponenten.

Die schnellstmögliche Verfügbarkeit eines Bauteiles ist im Wettlauf um kurze Zeiträume von der Entwicklung bis zur Markteinführung eines Produkts ein wichtiges Kriterium. Entscheidend ist dabei die Wahl eines Gießverfahrens, das ohne den kosten- und zeitintensiven Einsatz von formgebenden Werkzeugen auskommt und - wie das hier vorgestellte Quick Cast-Feingießverfahren - trotzdem für Testzwecke geeignete gegossene Prototypen herstellt.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes, das die Vorhersage von Verzug und Eigenspannungen im Druckguss mittels numerischer Simulation zum Ziel hatte, wurden Konzepte zur Verifikation von Simulationsergebnissen erstellt und in die Praxis umgesetzt. Es wurden zwei druckgießgerechte Werkzeuge konzipiert und hergestellt sowie mehrere Serien von Versuchsabgüssen mit zwei Legierungen durchgeführt.

Bei BorgWarner Turbo Systems wurde ein Heißgasprüfverfahren entwickelt, welches auf einem standardisierten Prüfkörper ohne Hohlräume beruht. Dieses Verfahren erlaubt es, verschiedene Legierungen unter gleichen Bedingungen zu testen und damit verschiedene Werkstoffe direkt zu vergleichen. Durch die Vereinfachung des Prüfkörpers unter Beibehaltung der bauteilspezifischen Probleme werden auch die Kosten der Werkstoffprüfung deutlich gesenkt.

Ausgehend vom Leichtmetall-Getriebegehäuse als Gussteil werden im Aufsatz innovative Lösungen zu den aktuellen Entwicklungstrends in der Getriebetechnik für Pkw und Nkw vorgestellt. Innovative Leichtmetallwerkstoffe und höhere Funktionsintegration eröffnen dabei weitere Potentiale bei Kosten, Gewicht, Bauraum und Zuverlässigkeit, während innovative Entwicklungsprozesse Zeit-, Kosten- und Qualitätsvorteile bieten.

 

Eine Vielzahl von gegossenen Lenkern tragen in Fahrwerken dazu bei, hohe Sicherheit und Fahrfreude zu erreichen. Doch auch Umwelt und Wirtschaftlichkeit dürfen bei der Konzeptfindung nicht zu kurz kommen. Das Herstellverfahren des Gießens hilft hier mit seiner Formfreiheit, das Material an die richtige Stelle zu bringen.

Trotz der erzielten Fortschritte bestehen bei Elektroantrieben weiterhin Probleme, die bisher nur zum Teil gelöst wurden. Nach Einschätzung der KS Aluminium Technologie GmbH, Neckarsulm, die Aluminium-Motorblöcke von 3 bis 12 Zylindern in allen verfügbaren Bauarten herstellt, werden die klassischen Verbrennungsmotoren Otto und Diesel daher in den nächsten 15 bis 20 Jahren noch die dominierenden Konzepte sein, auch wenn alternative Antriebe in verschiedenen Varianten entwickelt werden.

In diesem Beitrag wird aufgezeigt, welche Einflüsse die Schwingfestigkeit von Aluminiumkokillen- und -druckguss entscheidend bestimmen und wie sie bei der betriebsfesten Auslegung zu berücksichtigen sind.

Im Artikel wird der neu entwickelte, aluminiumhaltige Gusseisenwerkstoff SiMo1000 vorgestellt, welcher aufgrund seines gegenüber den klassischen SiMo-Gusseisen deutlich verbesserten Eigenschaftsprofils - einer markant verbesserten Zunderbeständigkeit, einer erhöhten Warmfestigkeit und einer höheren Umwandlungstemperatur - den Einsatzbereich der ferritischen Gusseisen zu höheren Temperaturen erweitert.

Mit zunehmender Erschließung von Regionen mit Tieftemperatur sowie für die energieträchtigen Offshore-Anlagen rückt der duktile Werkstoff Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS, Sphäroguss) immer deutlicher in den Fokus der Konstrukteure. Diese Werkstoffeigenschaften gewährleisten die Werkstoffe EN-GJS-400-18U-LT sowie EN-GJS-350-22U-LT.

Bei umformtechnisch hergestellten Bauteilen in der Automobilindustrie zeichnen sich unter anderem zwei Tendenzen ab. Zum einen werden die Bauteile zunehmend größer, zum anderen werden Werkstoffe mit höheren Festigkeiten verwendet. Dadurch steigen die Anforderungen an die zumeist gegossenen Umformwerkzeuge. Vor allem die steigenden Abmaße und das in Folge steigende Gewicht sind nachteilig für Handhabung und Kosten. Deshalb ist es notwendig, die Struktur von Umformwerkzeugen zu optimieren.

Die für die Blechumformung notwendigen Umformwerkzeuge und deren prozesstypisches Verhalten sind bislang noch nicht ausreichend untersucht. Da die Anforderungen an Umformwerkzeuge insbesondere durch den Einsatz hoch- und höherfester Bleche steigen, rücken diese jedoch vermehrt in den Fokus. Vor allem die Steifigkeit der Umformwerkzeuge und die Oberflächenhärte der Wirkfläche sind zu optimieren, um die gewünschte Bauteilqualität zuverlässig zu gewährleisten.

Die Audi AG hat im Frühjahr 2009 im TT RS den ersten hoch aufgeladenen direkt einspritzenden Ottomotor mit einem Zylinderkurbelgehäuse (ZKG) aus Gusseisen mit Vermiculargraphit (GJV-450) auf den Markt gebracht.

Im Mittelpunkt dieses Beitrags steht ein Vergleich zwischen der bereits im Gusszustand duktilen Druckgusslegierung Trimal-37 und der in Kombination mit einer T7-Wärmebehandlung crashrelevanten Druckgusslegierung Trimal-05, die für Karosseriebauteile moderner Fahrzeuge entwickelt wurden.

Aufgrund der Diskussion um zukünftige CO2-Grenzwerte ist die Herausforderung an die Motorenkonstrukteure, den Kraftstoffverbrauch weiter zu reduzieren, mit Nachdruck gestellt. Dies wird über Verbrennungskonzepte, Downsizing, Hybridisierung und Gewichtsreduzierung verfolgt. Genau diese Konstellation ist eine einmalige Chance für Zylinderkurbelgehäuse aus Gusseisen.

Der Werkstoff ADI (Austempered Ductil Iron) sowie dessen Wärmebehandlung ist inzwischen allgemein bekannt. Nicht so bekannt hingegen ist der Werkstoff CADI (Carbidic Austempered Ductil Iron).  Dieser Werkstoff wurde entwickelt, um die Verschleißbeständigkeit von ADI zu verbessern.

Vom 19. bis 21. Januar 2010 drehte sich im Messezentrum Nürnberg wieder alles um den Druckguss – eine Technologie zur Herstellung von metallischen Bauteilen, die sich in vielen Alltagsprodukten wiederfinden. Mit einem Ausstelleranteil von über 40 % aus dem Ausland, war die EUROGUSS wieder die größte Veranstaltung, die die komplette Druckguss-Wertschöpfungskette abbildet.

Der Einsatz von Aluminium im Pkw-Bereich steigt aufgrund der Anfor­derungen zum Leichtbau stetig an. Ausgehend von der Stahlbauweise wurde auf den verstärkten Einsatz von Aluminium schrittweise im Laufe der vergangenen Jahre übergegangen. In einer Mischbauweise kommen Einzelkomponenten aus Blech, Aluminiumextrusion und Aluminiumguss zum Einsatz.

Gießtechnische Entwicklung und Herstellung eines Prototypen für eine 5 MW-Offshore-Windkraftanlage, so lautete der Auftrag der Windkraftanlagenbauer Repower Systems AG, Hamburg, im Jahre 2003 an die Walzengießerei Coswig GmbH. Mit 35,5 t Gussgewicht und 26,4 t Fertiggewicht sollte es das bis dahin größte Gussteil aus Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) sein, das jemals in Coswig gefertigt wurde.

Wachsende ökologische Anforderungen wie auch gesetzgeberische Zwänge erfordern die Entwicklung von neuartigen bleifreien Messinggusslegierungen. Die Herausforderung besteht hierbei in der Verbesserung des Eigenschaftsprofils bei gleichzeitiger Beibehaltung der traditionellen Vorteile. Die neu entwickelte Legierung "DIEHL 432 PbF" der Diehl Metall Stiftung & Co. KG, Röthenbach a. d. Pegnitz, wird diesen Anforderungen gerecht.

In konstruktionsrelevanten Internetforen taucht häufig die Frage auf, ob in einer technischen Zeichnung für die Oberflächengüte die Rauheitsangabe Ra oder Rz eingetragen werden muss bzw. welche dieser Angaben zu bevorzugen ist. Für Gusseisenwerkstoffe empfiehlt sich die Vorgabe der mit definierter Schneide zu erzeugenden Oberflächengüte mit Ra-Werten, wie im Folgenden erläutert wird.

Das am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung von gegossenen Bauteilen ist das Druckgießen. Entwicklungen der letzten Jahre haben dazu geführt, dass mit diesem Verfahren Gussteile hergestellt werden können, die über eine gute strukturelle Verformbarkeit und eine hohe Energieaufnahmefähigkeit verfügen.

Der anhaltende Trend zu noch höheren spezifischen Motorleistungen und verschärften Emissionsanforderungen führt zu weiter steigenden Belastungen des Kolbens, besonders im Dieselmotor. Bisher ist diese Problematik unter anderem mit neuen Aluminiumlegierungen gelöst worden, die durch mehr festigkeitssteigernde Elemente im Vergleich zu den bisherigen Legierungen deutliche Festigkeitsvorteile bei hohen Temperaturen bieten.

Die zellularen metallischen Werkstoffe sind in den letzten Jahren in den ­Fokus von Leichtbaukonzepten gerückt, da mit diesen der Struktur- und Stoffleichtbau in Kombination sehr effektiv betrieben werden kann. Die Schwerpunkte der Entwicklungsarbeit in den letzten Jahren ­lagen in der Ermittlung der grundlegenden ­Eigenschaften dieser Werkstoffe sowie in der Verbesserung der Herstellungstechnologien und der Reproduzierbarkeit der Werkstoffstrukturen und -eigenschaften.

Die KS Aluminium-Technologie AG liefert bereits seit 2002 fertig bearbeitete V8-Zylinderkurbelgehäuse an Porsche. Zusammen mit dem Bedplate werden diese im Unternehmen fertig bearbeitet.